腸管内分泌細胞、吸収上皮細胞におけるKATPchannelの役割の解明

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25461338
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 清野 祐介 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (80534833)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 濱田 洋司 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (20293706) ; 大磯 ユタカ 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40203707) ; 恒川 新 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (40612768)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: ＫＡＴＰ ｃｈａｎｎｅｌ / insulin / GIP / GLP-1 / fructose / glucose / SGLT-1

Outline of Annual Research Achievements

膵beta細胞においてATP感受性カリウムチャネル(KATP channel)はグルコースセンサーとしてグルコース応答性インスリン分泌に必須の役割をしていることが知られている。
本年度には、まずフルクトースにおける、GLP-1分泌,GIP分泌とKATP channelの関与について検討を行った。野生型マウス、KATP channel欠損マウスに6g/Kgのフルクトース投与を行った場合、野生型マウス、KATP channel欠損マウス共にGLP-1分泌が惹起され、KATP channelの活性化薬(ジアゾキサイド)の前投与においてもフルクトース応答性GLP-1分泌は阻害されなかった。一方野生型マウスにおいて、慢性的な高血糖条件下においては、正常血糖条件下と異なり、フルクトース応答性GIP分泌が著明に惹起されたが、ジアゾキサイドの前投与においてもフルクトース応答性GIP分泌は阻害されなかった。
次に野生型マウス、KATP channel欠損マウスに高ショ糖食、高スターチ食、通常食を15週間摂取させた際の十二指腸における糖輸送体であるSGLT-1,GLUT2の発現をreal-time RT-PCR法を用いて検討を行った。野生型マウス、KATP channel欠損マウス双方ともに、高ショ糖食、高スターチ食摂取群で通常食摂取群と比較してSGLT-1,GLUT2のmRNA発現の上昇を認めた。またグルコース応答性GIP分泌に関しては、野生型マウス、KATP channel欠損マウス双方において、高ショ糖食、高スターチ食摂取群において、通常食群と比較して分泌亢進が見られた。このグルコース応答性GIP分泌亢進は、SGLT-1の阻害薬(フロリジン)にて完全に遮断された。高ショ糖食、高スターチ食摂取群の腸管の形態は通常食群と変わりがなかった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

フルクトースによるGIP,GLP-1分泌とKATP channelの解析を行った結果、フルクトースによりGIP分泌は高血糖の条件下で著明に上昇するものの、KATP channel非依存性に分泌されること、またフルクトースによるGLP-1分泌は、正常血糖や高血糖の双方の条件下で誘導されるがKATP channel非依存性であることなどの成果が得られ、研究成果が、Journal of Diabetes Investigationに掲載が確定した。

Strategy for Future Research Activity

次年度は腸管におけるSGLT-1の制御機構とKATP channelの関連についてin vitroを中心とした解析を行う。

Research Products

• [Journal Article] Fructose induces GIP, GLP-1 and insulin secretion: role of KATP channels (2015)
  • Author(s): Yusuke Seino, Hidetada Ogata, Ryuya Maekawa, Takako Izumoto, Atsushi Iida, Norio Harada, Takashi Miki, Susumu Seino, Nobuya Inagaki, Shin Tsunekawa, Yutaka Oiso, Yoji Hamada
  • Journal Title: Journal of Diabetes Investigation Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] KATP channel as well as SGLT1 participates in GIP secretion in the diabetic state. (2014)
  • Author(s): Ogata H, Seino Y, Harada N, Iida A, Suzuki K, Izumoto T, Ishikawa K, Uenishi E, Ozaki N, Hayashi Y, Miki T, Inagaki N, Tsunekawa S, Hamada Y, Seino S, Oiso Y.
  • Journal Title: Journal of Endocrinology Volume: 222(2) Pages: 191-200
  • DOI: 10.1530/JOE-14-0161
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Ｇｌｙｃｅｍｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｂｙ ｉｓｌｅｔ－ｄｅｒｉｖｅｄ ＧＩＰ： ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｍｉｃｅ ｄｅｆｉｃｉｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｇｌｕｃａｇｏｎ ｇｅｎｅ (2015)
  • Author(s): Ｙｕｓｕｋｅ Ｓｅｉｎｏ，Ａｔｓｕｓｈｉ Ｉｉｄａ，Ａｙａｋｏ Ｆｕｋａｍｉ，Ｎｏｂｕａｋｉ Ｏｚａｋｉ，Ｙｏｓｈｉｔａｋａ Ｈａｙａｓｈｉ
  • Organizer: 第５８回日本糖尿病学会学術集会
  • Place of Presentation: 海峡メッセ下関 (山口県下関市）
  • Year and Date: 2015-05-23
  • Invited
• [Presentation] 高炭水化物食を用いたGIP分泌とその作用に関する検討 (2015)
  • Author(s): 前川 龍也、尾方 秀忠、清野 祐介、飯田 淳史、鈴木 和代、原田 範雄、丹羽 靖浩、細川 香里、泉本 貴子、石川 孝太、稲垣 暢也、恒川 新、濱田 洋司、大磯 ユタカ
  • Organizer: 第５８回日本糖尿病学会学術集会
  • Place of Presentation: グランプラス セント・ヴァレンタイン (山口県下関市）
  • Year and Date: 2015-05-21
• [Presentation] Role of the KATP channel in glucose-induced GIP secretion (2014)
  • Author(s): Yusuke Seino, Hidetada Ogata, Ryuya Maekawa, Yasuhiro Niwa, Kaori Hosokawa, Atsushi Iida, Takako Izumoto, Shin Tsunekawa, Yoji Hamada, Susumu Seino, Yutaka Oiso
  • Organizer: 10th IDF-WPR CONGRESS 2014 6th AASD Scientific Meeting
  • Place of Presentation: Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ (Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ)
  • Year and Date: 2014-11-23
• [Presentation] 単糖類はKATPチャネル依存性の経路と非依存性の経路によりGIP分泌を惹起する (2014)
  • Author(s): 尾方 秀忠、清野 祐介、原田 範雄、飯田 淳史、鈴木 和代、泉本 貴子、石川 孝太、上西 栄太、尾崎 信暁、林 良敬、三木 隆司、稲垣 暢也、清野 祐介、濱田 洋司、恒川 新、大磯 ユタカ
  • Organizer: 第５７回日本糖尿病学会学術集会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場 (大阪府大阪市）
  • Year and Date: 2014-05-24