| Project/Area Number |
12878171
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Biomedical engineering/Biological material science
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
榊田 典治 熊本大学, 医学部・附属病院, 講師 (50170577)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岸川 秀樹 熊本大学, 保健管理センター, 教授 (30161441)
城谷 哲也 熊本大学, 医学部, 講師 (30274715)
荒木 栄一 熊本大学, 医学部, 教授 (10253733)
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| Project Period (FY) |
2000
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2000)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2000: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
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| Keywords | バイオハイブリッド / 人工膵島 / インスリン / AtT20細胞 / インスリン注入アルゴリズム / ブドウ糖 |
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| Research Abstract |
非膵島細胞にヒトインスリン分泌機構を構築し、バイオハイブリッド型人工膵島として用いることができれば、異種膵島移植に比し、ヒトインスリンを分泌しうること、細胞の大量供給が容易になること、など格段に優れた移植方式となる。移植部位として、生理的インスリン注入部位として門脈内投与が望ましいが、安全面、管理面から困難な点がある。そこで、本研究は腹腔内注入を選択し、糖尿病動物を用いて、closed-loopインスリン腹腔内注入アルゴリズムを作成した。その結果、血漿インスリン濃度の最高値(Cmax)は皮下投与時と有意差はなかったが、最高値到達時間(Tmax)は皮下投与時は、皮下投与時45分に比し、25分と速やかに吸収された。血糖値の低下も同様の結果を得た。ヒトインスリン発現非膵島細胞(AtT20HI細胞)にGLUT2とGK両遺伝子を発現せせることによって、ブドウ糖濃度依存性にヒトインスリンを分泌するAtT20HI-GLUT2-GK細胞を構築した結果、膵β細胞機能に極めて類似した細胞特性を有するが、ブドウ糖ステップ状負荷時のインスリン分泌応答は、生理的2相性分泌でなく、インスリン分泌初期第1相を欠如した。そのため、膵β細胞の2相性インスリン分泌調節に関与するとされる細胞内シグナル(ホスホリパーゼ(PLC)・イノシトールホスフェート3リン酸(IP3)系、cADP・リボース)の同定を試みた結果、膵ラ氏島と異なり、AtT20HI-GLUT2-GK細胞にはPLCβ、PLCδの発現は認めないこと、膵ラ氏島におけるPLCの特異的阻害は第1相でなく、第2相インスリンの分泌の消失を来すこと、などが明らかとなった。
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