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膵β細胞グルタミン酸シグナルの生理学的・病態生理学的役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K09751
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 代謝学
研究機関神戸大学

研究代表者

艾尼 吾甫尓江  神戸大学, 医学研究科, 医学研究員 (70750488)

研究分担者 高橋 晴美  神戸大学, 医学研究科, 特命講師 (50546489)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードインクレチン / 膵β細胞 / 糖尿病 / グルタミン酸 / インスリン分泌 / グルタミン酸トランスポーター / プロテオミクス / モデル動物 / 膵島 / 安定同位体 / エネルギー・糖質代謝異常
研究成果の概要

膵β細胞グルタミン酸シグナルの生理的・病態生理的役割およびそのインスリン分泌促進機構の解明を目的として研究を行った。インスリン顆粒のプロテオーム解析からグルタミン酸によるインスリン開口分泌に関与する候補分子を同定した。ゲノム編集技術を用いて作製した小胞型グルタミン酸トランスポーター(VGLUT)欠損膵β細胞の解析から、インクレチンによるインスリン分泌におけるVGLUTの重要性が明らかになった。さらに、偽膵島形成によるインクレチン応答性誘導のメカニズムの解析より、インクレチン応答性におけるグルタミン酸シグナルの役割が明らかになり、その病態生理学的重要性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

インクレチン関連薬は、現在2型糖尿病治療において広く使用されている。インクレチンの主な作用は膵β細胞からのインスリン分泌促進作用であるが、その詳細な作用機序については未だ不明な部分も多い。また、臨床的にはインクレチン関連薬に対する反応性の低下がしばしば見られ問題となっている。インクレチンによるインスリン分泌において膵β細胞内のグルタミン酸がインスリン顆粒開口分泌を促進する機序は学術的にも興味深いが、一方、本研究の成果はインクレチン不応性の背景にある病態の一端を説明しうるものであり、臨床的にも意義は大きい。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 9件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Arsenic modifies serotonin metabolism through glucuronidation in pancreatic β-cells2019

    • 著者名/発表者名
      Carmean Christopher M.、Yokoi Norihide、Takahashi Harumi、Oduori Okechi S.、Kang Christie、Kanagawa Akiko、Kirkley Andrew G.、Han Guirong、Landeche Michael、Hidaka Shihomi、Katoh Miki、Sargis Robert M.、Seino Susumu
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism

      巻: 316 号: 3 ページ: E464-E474

    • DOI

      10.1152/ajpendo.00302.2018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Inhibition of SNAT5 Induces Incretin-Responsive State From Incretin-Unresponsive State in Pancreatic β-Cells: Study of β-Cell Spheroid Clusters as a Model2018

    • 著者名/発表者名
      Hashim Mahira、Yokoi Norihide、Takahashi Harumi、Gheni Ghupurjan、Okechi Oduori S.、Hayami Tomohide、Murao Naoya、Hidaka Shihomi、Minami Kohtaro、Mizoguchi Akira、Seino Susumu
    • 雑誌名

      Diabetes

      巻: 67 号: 9 ページ: 1795-1806

    • DOI

      10.2337/db17-1486

    • NAID

      40022150466

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characteristics of repaglinide effects on insulin secretion.2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H, Hidaka S, Seki C, Yokoi N, Seino S.
    • 雑誌名

      Eur J Pharmacol.

      巻: 828 ページ: 52-59

    • DOI

      10.1016/j.ejphar.2018.03.025

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Essential roles of aspartate aminotransferase 1 and vesicular glutamate transporters in β-cell glutamate signaling for incretin-induced insulin secretion.2017

    • 著者名/発表者名
      Murao N, Yokoi N, Honda K, Han G, Hayami T, Gheni G, Takahashi H, Minami K, Seino S.
    • 雑誌名

      PLoS One.

      巻: 12 号: 11 ページ: e0187213-e0187213

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0187213

    • NAID

      120006373802

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] β-cell signaling and insulin secretagogues: a path for improved diabetes therapy2017

    • 著者名/発表者名
      Seino S, Sugawara K, Yokoi N, Takahashi H
    • 雑誌名

      Diabetes Obes Metab

      巻: 印刷中 号: S1 ページ: 22-29

    • DOI

      10.1111/dom.12995

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Beta-cell Glutamate Signaling: Its role in incretin-induced insulin secretion.2016

    • 著者名/発表者名
      Yokoi N., Gheni G., Takahashi H., Seino S.
    • 雑誌名

      J Diabetes Investig

      巻: 7 ページ: 38-43

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Enhanced beta-cell Gq signaling underlies improved insulin secretion and glucose tolerance by GLP-1 in beta-cell-specific Kir6.2 knockout diabetic mice2019

    • 著者名/発表者名
      Naoya Murao, Oduori S. Okechi, Kenju Shimomura, Harumi Takahashi, Norihide Yokoi, Susumu Seino
    • 学会等名
      20th Servier-IGIS Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 肥満2型糖尿病における肥大膵島は未分化細胞や癌細胞に類似した代謝様式に変化し、インクレチン応答性障害を呈する2019

    • 著者名/発表者名
      速水 智英, 横井 伯英, 本田 洸平, 高橋 晴美, 神谷 英紀, 溝口 明, 中村 二郎,  清野 進
    • 学会等名
      第33回糖尿病・肥満動物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 肥満2型糖尿病では肥大した膵島における糖代謝異常とO-GlcNAc化の亢進がインクレチン応答性インスリン分泌障害を引き起こす2018

    • 著者名/発表者名
      横井 伯英、速水 智英、吉田 舞、高橋 晴美、清野 進
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The mechanism of impaired incretin responsiveness in the pancreatic islets of obese type 2 diabetes: A study of the ZFDM rat2018

    • 著者名/発表者名
      Norihide Yokoi, Tomohide Hayami, Shihomi Hidaka, Ayako Kawabata, Harumi Takahashi, Susumu Seino
    • 学会等名
      The 54th EASD Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 膵β細胞のインクレチン応答性獲得におけるアミノ酸トランスポーターSNAT5の役割2018

    • 著者名/発表者名
      マヒラ アシム、横井伯英、グプルジャン ゲニ、金川章子、星川律子、高橋晴美、清野進
    • 学会等名
      第61回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] グルタミン-グルタミン酸シグナルによるインスリン分泌増強機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      韓 桂栄、横井 伯英 グプルジャン ゲニ、村尾 直哉、高橋晴美、清野 裕、木戸 良明、清野 進
    • 学会等名
      第61回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] GLP-1 receptor agonists and DPP-4 inhibitors both normalize diabetes caused by deletion of β-cell KATP_channels in mice2018

    • 著者名/発表者名
      Oduori S. Okechi, Harumi Takahashi, Norihide Yokoi, Kohtaro Minami, Yuko Maejima, Kenju Shimomura, Susumu Seino
    • 学会等名
      The 61st Annual Meeting of the Japan Diabetes Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Enhanced Gs- and Gq-signals in β-cells contributes to normalization of glucose tolerance and insulin secretion in β-cell specific Kir6.22018

    • 著者名/発表者名
      Okechi S. Oduori, Kohtaro Minami, Norihide Yokoi, Harumi Takahashi, Takashi Miki, Yuko Maejima, Kenju Shimomura, Susumu Seino
    • 学会等名
      Keytsone symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 肥満糖尿病におけるインクレチン応答性インスリン分泌障害機序の解明2018

    • 著者名/発表者名
      速水 智英, 横井 伯英, マヒラ アシム, 高橋 晴美, 清野 進
    • 学会等名
      第39回日本肥満学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 肥満糖尿病の膵島におけるインクレチン応答性障害-オミクス解析による検討-2018

    • 著者名/発表者名
      速水 智英, 横井 伯英, 日高志保美, 川畑綾子, グプルジャン ゲニ, マヒラ アシム, 高橋 晴美, 神谷 英紀, 清野 裕, 中村 二郎, 清野 進
    • 学会等名
      61回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ZFDMラットにおけるインクレチン応答性インスリン分泌障害機序―オミクス解析による検討2018

    • 著者名/発表者名
      速水 智英、横井 伯英、本田 洸平、マヒラ アシム、高橋 晴美、清野 進
    • 学会等名
      第32回日本糖尿病・肥満動物学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] インクレチン応答性インスリン分泌増強機構の解明:インスリン顆粒内グルタミン酸の役割.2017

    • 著者名/発表者名
      5.グプルジャン ゲニ、横井 伯英、波多野 直哉、韓 桂栄、高橋 晴美、清野 進.
    • 学会等名
      第60回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 発表場所
      名古屋、日本
    • 年月日
      2017-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] メタボローム解析を用いたインクレチン応答性インスリン分泌障害の原因探索-ZFDMラット膵島を用いた検討-.2017

    • 著者名/発表者名
      本田 洸平、横井 伯英、山口 拓郎、グプルジャン ゲニ、速水 智英、星川 律子、清野 進.
    • 学会等名
      第31回日本糖尿病・肥満動物学会年次学術集会
    • 発表場所
      横浜、日本
    • 年月日
      2017-02-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] グルタミンによるインスリン分泌増強機構の解明.2017

    • 著者名/発表者名
      韓 桂栄、グプルジャン ゲニ、横井伯英、村尾直哉、矢部大介、清野 裕、清野 進.
    • 学会等名
      第20回日本病態栄養学会年次学術集会
    • 発表場所
      京都、日本
    • 年月日
      2017-01-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] グルタミンによるインスリン分泌増強機構の解明.2017

    • 著者名/発表者名
      韓 桂栄、グプルジャン ゲニ、横井伯英、村尾直哉、高橋晴美、清野 裕、清野 進.
    • 学会等名
      第60回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
  • [学会発表] インクレチン応答性インスリン分泌増強機構の解明:インスリン顆粒内グルタミン酸の役割.2017

    • 著者名/発表者名
      グプルジャン ゲニ、横井伯英、波多野直哉、韓 桂栄、高橋晴美、清野 進.
    • 学会等名
      第60回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 膵β細胞間相互作用によるインクレチン応答性獲得に関与する分子の同定.2017

    • 著者名/発表者名
      マヒラ アシム、横井伯英、星川律子、グプルジャン ゲニ、高橋晴美、清野進.
    • 学会等名
      第60回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 肥満糖尿病におけるインクレチン応答性インスリン分泌障害機序の解明-ZFDMラット膵島を用いた検討-2017

    • 著者名/発表者名
      速水智英、横井伯英、本田洸平、山口拓郎、グプルジャン ゲニ、マヒラ アシム、星川律子、清野 進.
    • 学会等名
      第60回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 膵β細胞グルタミン酸シグナルのインスリン分泌における役割の解明 -CRISPR/Cas9による遺伝子改変 膵β細胞株を用いた検討.2017

    • 著者名/発表者名
      村尾直哉、横井伯英、韓 桂栄、グプルジャン ゲニ、清野 進.
    • 学会等名
      第60回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Insulin secretagogues and their signaling mechanisms. シンポジウム15「インスリン分泌Update」2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H, Sugawara K, Yokoi N, Seino S.
    • 学会等名
      第60回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Impaired insulin secretion and severe glucose intolerance caused by deleting β-cell specific KATP channels.2017

    • 著者名/発表者名
      Okechi OS, Minami K, Yokoi N, Takahashi H, Maejima Y, Shimomura K, Herrera PL, Seino S.
    • 学会等名
      The 9th AASD Scientific Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of pseudoislets induces incretin responsiveness in incretin-unresponsive clonal beta-cells: Possible role of an amino acid transporter.2017

    • 著者名/発表者名
      Yokoi N, Hashim M, Gheni G, Takahashi H, Seino S.
    • 学会等名
      The 53rd EASD Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Incretin and beta-cell metabolic signaling2017

    • 著者名/発表者名
      横井 伯英、村尾 直哉、高橋 晴美、清野 進
    • 学会等名
      第60回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Approaches to identification of novel small molecules that can be insulin secretagogues2017

    • 著者名/発表者名
      Harumi Takahashi, Kenji Sugawara, Kohei Honda, Norihide Yokoi, Ichiro Mori, Haruaki Nakaya, Susumu Seino
    • 学会等名
      2nd Joint Meeting of the EASD Islet Study Group & Beta Cell Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 膵β細胞間相互作用によるインクレチン応答性獲得に関与する新規分子の同定2017

    • 著者名/発表者名
      マヒラ アシム、横井伯英、グプルジャン ゲニ、星川律子、高橋晴美、清野進
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Impaired incretin-induced insulin secretion in enlarged pancreatic islets in a novel animal model of obese type 2 diabetes.2016

    • 著者名/発表者名
      Gheni G, Yokoi N, Yamaguchi T, Honda K, Hashim M, Tamura K, Seino S.
    • 学会等名
      11th IDF-WPR Congress and 8th AASD Scientific Meeting
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanisms of the induction of incretin/cAMP responsiveness in insulin secretion: study by pseudoislets.2016

    • 著者名/発表者名
      3.Hashim M, Yokoi N, Gheni G, Hoshikawa, R, Takahashi H, Seino S.
    • 学会等名
      52nd Annual Meeting of the European Association for the Study of Diabetes
    • 発表場所
      Munich, Germany.
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プロテオミクスによるインスリン顆粒開口放出機構の解明.2016

    • 著者名/発表者名
      4.グプルジャン ゲニ、横井 伯英、波多野 直哉、韓 桂栄、清野 進.
    • 学会等名
      第59回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 発表場所
      京都、日本
    • 年月日
      2016-05-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] CRISPR-Cas9システムを用いたグルタミン酸シグナル関連遺伝子欠損膵β細胞株の樹立とその解析.2016

    • 著者名/発表者名
      村尾直哉、横井伯英、韓 桂栄、グプルジャン ゲニ、清野 進.
    • 学会等名
      第59回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 発表場所
      京都、日本
    • 年月日
      2016-05-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 肥満糖尿病におけるインクレチン応答性インスリン分泌障害の原因探索―ZFDMラットを用いた検討―.2016

    • 著者名/発表者名
      本田 洸平、横井 伯英、山口 拓郎、田村 香楠子、グプルジャン ゲニ、清野 進.
    • 学会等名
      第59回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 発表場所
      京都、日本
    • 年月日
      2016-05-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 膵β細胞間の相互作用によるインクレチン応答性獲得機構の解明―偽膵島を用いた検討―.2016

    • 著者名/発表者名
      マヒラ アシム、横井伯英、グプルジャン ゲニ、星川律子、高橋晴美、清野 進.
    • 学会等名
      第59回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 発表場所
      京都、日本
    • 年月日
      2016-05-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Chronic Arsenic Exposure Impairs Pancreatic Function.2016

    • 著者名/発表者名
      Carmean CM, Kirkley AG, Yokoi N, Hoshikawa R, Honda K, Gheni G, Sugawara K, Takahashi H, Sargis RM, Seino S.
    • 学会等名
      17th International Group on Insulin Secretion Conference
    • 発表場所
      Nice, France
    • 年月日
      2016-04-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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