2型糖尿病における膵α細胞（グルカゴン分泌）障害メカニズムの解明

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22H03125
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 北村 忠弘 群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (20447262)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: グルカゴン

Outline of Annual Research Achievements

これまでの研究代表者の研究成果から、α細胞のGLUT1はグルカゴン分泌を負に制御し、逆にSGLT1はNa+のα細胞内への取り込みによる膜電位の変化、Ca2+の流入を介してグルカゴン分泌を正に制御している可能性がある。従って、本研究においては糖尿病状態ではα細胞に発現するSGLT1が増加し、逆にGLUT1の発現が減少することで、グルカゴンの過剰分泌をきたすという仮説の検証を行なっている。その目的のために、SGLT1とGLUT1のFLOXマウスを応募者が所属する研究所のゲノムリソースセンターとの共同研究で、CRISPR/Cas9法を用いてFLOX配列を挿入した遺伝子改変マウスの作製を行なった。その後、deletion PCRを用いて、実際にこれらのマウスから単離したラ氏島でノックアウトの確認を行い、グルカゴンCre-ER2マウスと交配し、SGLT1 flox/flox: Gcg-CreER2マウスを作成した後、タモキシフェン投与によるノックアウト効率を調べたところ、約８７％の効率でSGLT1がノックアウトされていることを確認した。次に、これらのマウスを高脂肪高ショ糖食で飼育し、肥満・糖尿病を誘発した後、糖負荷試験、インスリン感受性試験を行なって表現型の解析を行なっているが、現時点では血糖値、血中グルカゴン濃度、血中インスリン濃度に有意な差を認めていない。一方、ノックアウトから単離したラ氏島を用いたインスリン、およびグルカゴン分泌能において異常が観察されており、現在詳細なメカニズムについて解析中である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初計画していたSGLT1 flox/flox: Gcg-CreER2マウスの作成に成功しており、さらに実際のノックアウト効率の評価を行い、８７％の効率を確認できた。また、これらのマウスの代謝機能の解析、および単離したラ氏島を用いたインスリン、およびグルカゴン分泌能の解析も順調に進んでおり、研究計画はおおむね順調に進展していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

今後は予定位通り、SGLT1 flox/flox: Gcg-CreER2マウスの代謝機能解析を継続し、単離したラ氏島を用いたインスリン、およびグルカゴン分泌能が異常になるメカニズムも解析する。また、GLUT1 flox/flox: Gcg-CreER2マウスの作成も行なっているが、表現型に有意な差はない可能性が高い。現在までのところ、マウスの交配、増殖、飼育状況に問題はなく、予定通りに研究が推進できると考えている。