副交感神経による膵β細胞機能維持の解析

2011 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23591315
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 伊藤 譲 横浜市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 客員研究員 (00512980)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺内 康夫 横浜市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40359609)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2014-03-31
• Keywords: 膵β細胞 / 副交感神経 / アセチルコリン / インスリン

Research Abstract

神経伝達物質（アセチルコリン）が膵β細胞機能維持（β細胞の生死、インスリン分泌、インスリンシグナル）に関わっているかを明らかにする目的で、まず無血清培養下MIN6細胞にアセチルコリンを添加し細胞数の変化を検討した。アセチルコリン添加によりMIN6細胞数が増加した。また、BrdU取り込みをFITC 標識 Anti-BrdU Antibody を用いてフローサイトメトリーにて検討したところ、アセチルコリンによりBrdU取り込みが有意に増加した。これらの実験により、アセチルコリンが膵β細胞の増殖を促すことが示唆された。　MIN6細胞をアセチルコリンにて刺激を行うと、高濃度ブドウ糖下で３～４倍のインスリン分泌増加がみられた。インスリンシグナル活性化は膵β細胞の生死、複製に関わっており、アセチルコリンで強いインスリン分泌が確認できたことから、次にインスリンシグナルの解析を行った。アセチルコリン刺激により、IRS-2のリン酸化亢進がみられるが、IRS-1のリン酸化は変化しなかった。また、MAP kinaseのリン酸化が亢進していたが、Aktのリン酸化は認められなかった。また、アセチルコリン刺激によりCREBのリン酸化も確認した。　以上の結果から、アセチルコリンが膵β細胞増殖に働き、その経路としては分泌されたインスリンが働きインスリンレセプターを介しIRS-2-MAP kinaseを活性化する経路や、インスリンレセプターを介さないCREBを介する経路などの存在が示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

おおむね研究計画に沿って、実験をすすめている。

Strategy for Future Research Activity

アセチルコリンの膵β細胞増殖作用の機序を明らかにする。増殖経路として考えられるインスリンレセプター-IRS-2-MAP kinaseを介する経路や、インスリンレセプターを介さないCREBを介する経路の存在が考えられるため、どの経路が主に働いているかを阻害剤やsiRNAを用い明らかにしていく。　また、研究計画書に記載したGLP-1 のβ細胞増殖に神経経路がかかわっているかを明らかにする。GLP-1 受容体作動薬liraglutide、exendin-4 投与による膵β細胞量増加が、マウスの全幹迷走神経遮断により抑制されるかを組織学的に検討する。MIN6細胞でliraglutide、exendin-4 を用い、アセチルコリンとの相互作用を解析する。GLP-1 の膵β細胞増殖機序としてβ細胞への直接作用と神経回路を介した間接作用の関与を明らかにする。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

MIN6細胞の培養関連試薬や、マウスの飼育維持費に使用する。ウエスタンブロットやフローサイトメトリーの抗体、リアルタイムPCRのプローブ、各種阻害剤に使用する。

Research Products

• [Journal Article] Diet-induced adipose tissue inflammation and liver steatosis are prevented by DPP-4 inhibition in diabetic mice (2011)
  • Author(s): Shirakawa J, Fujii H, Ohnuma K, Sato K, Ito Y, Kaji M, Sakamoto E, Koganei M, Sasaki H, Nagashima Y, Amo K, Aoki K, Morimoto C, Takeda E and Terauchi Y
  • Journal Title: Diabetes Volume: 60 Pages: 1246-1257
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Protective effect of a dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4) inhibitor against increased β cell apoptosis induced by dietary sucrose and linoleic acid in mice with diabetes. (2011)
  • Author(s): Shirakawa J, Amo K, Ohminami H, Orime K, Togashi Y, Ito Y, Tajima K, Koganei M, Sasaki H, Takeda E, Terauchi Y
  • Journal Title: J. Biol. Chem. Volume: 286 Pages: 25467-25476
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 副交感神経伝達物質による膵β細胞機能制御の解析
  • Author(s): 伊藤譲, 白川純, 田波律子, 折目和基, 瀧端正博, 田島一樹, 宮崎岳之, 佐藤光一郎, 菊地香織, 増田清美, 村岡知則, 富樫優, 中村昭伸, 土屋博久, 澁谷誠, 木村真理, 寺内康夫
  • Organizer: 第54回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: ロイトン札幌（北海道）
  • Year and Date: ２０１１年５月２１日