Phisiological significance of the liver-pancreatic beta-cell neuronal network

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26461324
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 今井 淳太 東北大学, 大学病院, 講師 (80431500)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 糖尿病 / 膵β細胞 / インスリン / 迷走神経

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は肝臓ー膵β細胞間神経ネットワークにおいて、どのような迷走神経因子が作用して膵β細胞増殖を起こすのか、またそれらの因子がどのような膵β細胞内シグナルを介して細胞増殖を起こすのか、を明らかにすることである。研究代表者はこれまでの研究によって単離膵島を用いてどのような迷走神経由来因子が膵島細胞増殖を起こすのかを解析するシステムを確立し、その結果、アセチルコリンや複数の迷走神経由来神経ペプチドを単離膵島に同時に作用させることで膵β細胞増殖が亢進することを見出した。この際に膵β細胞内で起こる遺伝子発現変化を網羅的に解析した結果、細胞増殖において重要な役割を担うFoxＭ１経路が活性化していることを発見した。さらにこれらの変化は、遺伝子導入によって肝臓ー膵β細胞間神経ネットワークを活性化した場合、あるいは神経ネットワークが活性化している肥満モデルマウスの膵島においても認められた。現在どのような迷走神経由来因子の組み合わせが効率的に膵β細胞増殖を起こすのかを検討する解析を進めている。これらの結果から肥満などで肝臓ー膵β細胞神経ネットワークが活性化した状態では、迷走神経を介してアセチルコリンや神経ペプチドが膵β細胞に作用してFoxM1経路を活性化している可能性が示唆された。これらの結果をもとに現在膵β細胞特異的FoxM1ノックアウトマウスの作成を行っており、一部のマウスを使用した解析も開始している。

Research Products

• [Journal Article] Sodium-Glucose Cotransporter 2 Inhibitor Improves Complications of Lipodystrophy: A Case Report. (2017)
  • Author(s): Kawana Y, Imai J (corresponding author), Sawada S, Yamada T, Katagiri H
  • Journal Title: Ann Intern Med Volume: 166 Pages: 450-451
  • DOI: 10.7326/L16-0372
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ER Stress Protein CHOP Mediates Insulin Resistance by Modulating Adipose Tissue Macrophage Polarity. (2017)
  • Author(s): Suzuki T, Gao J, Ishigaki Y, Kondo K, Sawada S, Izumi T, Uno K, Kaneko K, Tsukita S, Takahashi K, Asao A, Ishii N, Imai J, Yamada T, Oyadomari S, Katagiri H
  • Journal Title: Cell Rep Volume: 18 Pages: 2045-2057
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2017.01.076
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Activation of the Hypoxia Inducible Factor 1 Alpha Subunit Pathway in Steatotic Liver Contributes to Formation of Cholesterol Gallstones. (2017)
  • Author(s): Asai Y, Yamada T, Tsukita S, Takahashi K, Maekawa M, Honma M, Ikeda M, Murakami K, Munakata Y, Shirai Y, Kodama S, Sugisawa T, Chiba Y, Kondo Y, Kaneko K, Uno K, Sawada S, Imai J, Nakamura Y, Yamaguchi H, Tanaka K, Sasano H, Mano N, Ueno Y, Shimosegawa T, Katagiri H
  • Journal Title: Gastroenterology Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2017.01.001
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MicroRNAs 106b and 222 Improve Hyperglycemia in a Mouse Model of Insulin-Deficient Diabetes via Pancreatic beta-Cell Proliferation. (2016)
  • Author(s): Tsukita S, Yamada T, Takahashi K, Munakata Y, Hosaka S, Takahashi H, Gao J, Shirai Y, Kodama S, Asai Y, Sugisawa T, Chiba Y, Kaneko K, Uno K, Sawada S, Imai J, Katagiri H
  • Journal Title: EBioMedicine Volume: 15 Pages: 163-172
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2016.12.002
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Regulation of pancreatic beta-cells by an inter-organ neuronal network of liver-pancreatic islets (2017)
  • Author(s): Junta Imai
  • Organizer: Asia Islet Bioloy&Incretin Symposium
  • Place of Presentation: ソウル,韓国
  • Year and Date: 2017-03-02 – 2017-03-04
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Regulation of Pancreatic β cells by Parasympathetic Nerve Signals (2016)
  • Author(s): Junta Imai. Hideki Katagiri
  • Organizer: Japan Diabetes Innovation Summit
  • Place of Presentation: 京都（京都大学）
  • Year and Date: 2016-11-29 – 2016-11-30
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Regulation of pancreatic beta-cells by vagal nerve signals (2016)
  • Author(s): Junta Imai, Hideki Katagiri
  • Organizer: 第59回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 京都（国立京都国際会館）
  • Year and Date: 2016-05-19 – 2016-05-21
  • Invited
• [Remarks] 東北大学大学院医学系研究科糖尿病代謝内科学分野
  • URL: http://www.diabetes.med.tohoku.ac.jp/