2015 Fiscal Year Research-status Report
２型糖尿病モデルマウスにおける桑葉摂取による膵β細胞機能不全抑制機構の解明
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26460121
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
亀井 加恵子 京都工芸繊維大学, その他部局等, 教授 (00214544)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横出 正之 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20252447)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | インスリン抵抗性 / 膵β細胞 / 桑葉 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
桑葉には古くから糖尿病抑制効果が知られており、我々も肥満／２型糖尿病モデルマウス(db/dbマウス）への桑葉の経口投与によって耐糖能異常が改善されることを報告している。糖尿病は、インスリン抵抗性と膵β細胞（インスリン産生細胞）機能不全により引き起こされる。我々は桑葉による耐糖能改善機構を検討した結果、桑葉を投与した肥満／２型糖尿病モデルマウスでは、糖尿病の進展に伴う膵β細胞機能不全が抑制されることを見出した。本研究では、桑葉の経口投与による耐糖能異常改善機構を明らかにすることを最終目標として、膵β細胞機能不全の抑制機構について検討した。
膵β細胞機能不全は、インスリン過剰産生によるタンパク合成の負荷（小胞体ストレス）および活性酸素種の増加（酸化ストレス）によりもたらされることが知られている。肥満／２型糖尿病モデルマウスに一定期間桑葉を経口投与した後、膵臓を採取し、小胞体ストレスマーカー４種について組織学的解析を行った。その結果、桑葉投与群では非投与群と比較して、CHOP、ATF4、XBP-1の発現が有意に低下しており、桑葉による小胞体ストレスの軽減効果が示唆された。
一方、我々の以前の研究で、桑葉の経口投与による膵β細胞の増殖効果を認めている。肝臓から分泌されるホルモンの一種βトロフィンが膵β細胞の増殖を促進する可能性が報告されていることから、桑葉を経口投与した肥満／２型糖尿病モデルマウスの肝臓の定量的RT-PCR解析の結果、βトロフィンmRNAの発現にはコントロール群と比べて有意差は認められなかった。
以上より、桑葉の経口投与による膵β細胞機能不全の抑制機構の一少なくとも一部は、膵β細胞の小胞体ストレス軽減によるアポトーシスの抑制であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
肥満／２型糖尿病モデルマウスを用いて、桑葉の経口投与による膵β細胞機能不全抑制機構の一端を、小胞体ストレスの軽減によるアポトーシスの抑制であることを明らかにすることができた。そのため、概ね順調に研究が進展していると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
桑葉の経口投与による耐糖能異常改善機構を明らかにするため、以下の検討を行う。
（１）肥満／２型糖尿病モデルマウスを用いて桑葉経口投与による小胞体ストレスの軽減効果を見出した。しかし、その有効成分、小胞体ストレス軽減機構等は不明である。そこで、培養膵β細胞を用いて、小胞体ストレスの軽減効果を持つ桑葉中の有効成分を同定する。具体的には、各種溶媒を用いて抽出した桑葉抽出物をβ-TC-6あるいはMIN6に添加し、アポトーシスおよび小胞体ストレスマーカーの発現を指標に、桑葉中の有効成分を単離し、LC/MS、NMRを駆使して構造を同定する。
（２）膵β細胞死の原因として、小胞体ストレスの他に酸化ストレスが考えられる。そこで、桑葉抽出物を添加した培養膵β細胞に、過酸化水素を加えて酸化ストレスを誘導し、細胞生存率の解析、TUNEL法による解析等によって、桑葉の効果を明らかにする。また、マウス個体から回収した臓器を用いて、各種酸化ストレスマーカーを評価する。
（３）桑葉を経口投与した肥満／２型糖尿病モデルマウスでは、膵β細胞の増殖が亢進していることを見出している。しかし、膵β細胞の増殖促進活性が報告されているβトロフィンの発現量に変化はなく、膵β細胞の増殖促進機構は不明である。桑葉による膵β細胞の増殖促進機構を解明するため、膵臓組織を用いた各種細胞内シグナルの活性化を検討する。
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