グルカゴン関連ペプチドの測定法の確立とそれらの病態生理学的意義の解明

• 研究課題/領域番号: 17K09831
• 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: 南 幸太郎 神戸大学, 医学研究科, 客員准教授 (80334176)
• 研究分担者: 横井 伯英 神戸大学, 医学研究科, 医学研究員 (70311610)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: ペプチドホルモン / グルカゴン / 質量分析計 / 固相抽出法 / 糖尿病 / 免疫沈降法

研究成果の概要

ペプチドホルモンは生体における種々の生理機能を担うばかりでなく、それらの分泌あるいは作用の障害は様々な疾患の発症や病態と密接に関係している。従って、生体中のペプチドホルモンを正確に測定することは、疾患の正確な診断や病態評価、治療効果の判定に不可欠である。本研究では、プログルカゴンから産生されるグルカゴンおよび種々のグルカゴン関連ペプチドを対象として、血液サンプルからグルカゴン関連ペプチドを濃縮・精製する方法を確立するとともに質量分析計を用いた新規測定法を確立した。さらに、肥満や糖尿病の動物モデルやヒトから採取した血液サンプルを用いて本法が適用可能であることを確かめた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において確立されたペプチドホルモンの測定法は、従来の免疫学的な測定法では回避することが困難である抗体の交差性の問題が解消できること、複雑なプロセッシングを受けるホルモンでも高精度な測定が可能であることなど、これまでの測定法と比較して優位性かつ独創性が高いものであり、微量な生体ペプチドを定量性・特異性を担保し迅速・効率的に測定する普遍的な方法の確立に直結する。また、本測定法により新規グルカゴン関連ペプチドの病態生理学的意義が解明されれば、糖尿病などの糖代謝疾患の病態解明に大きく寄与し、その新規診断法確立の基盤となることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] GCN2 regulates pancreatic β-cell mass by sensing intracellular amino acid levels. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kanno A, Asahara SI, Furubayashi A, Masuda K, Yoshitomi R, Suzuki E, Takai T, Kimura-Koyanagi M, Matsuda T, Bartolome A, Hirota Y, Yokoi N, Inaba Y, Inoue H, Matsumoto M, Inoue K, Abe T, Wei FY, Tomizawa K, Ogawa W, Seino S, Kasuga M, Kido Y.
  • 雑誌名: JCI Insight. 巻: 5 号: 9 ページ: 128820-128820
  • DOI: 10.1172/jci.insight.128820
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Tumor-like features of gene expression and metabolic profiles in enlarged pancreatic islets are associated with impaired incretin-induced insulin secretion in obese diabetes: a study of ZFDM rat. (2020)
  • 著者名/発表者名: Hayami T, Yokoi N, Yamaguchi T, Honda K, Murao N, Takahashi H, Wang S, Seino Y, Kamiya H, Yabe D, Sweet IR, Mizoguchi A, Nakamura J, Seino S
  • 雑誌名: J Diabetes Investig 巻: - 号: 6 ページ: 1434-1447
  • DOI: 10.1111/jdi.13272
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Arsenic modifies serotonin metabolism through glucuronidation in pancreatic β-cells (2019)
  • 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
  • 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 Model (2018)
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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 therapy (2017)
  • 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
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] GLP-1 receptor agonists and DPP-4 inhibitors both normalize diabetes caused by deletion of β-cell KATP channels in mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Oduori S. Okechi, Kenju Shimomura, Harumi Takahashi, Norihide Yokoi, Kohtaro Minami, Yuko Maejima, and Susumu Seino
  • 学会等名: 第61回日本糖尿病学会年次学術集会
• [学会発表] Incretin and beta-cell metabolic signaling (2017)
  • 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59回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 招待講演
• [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59回日本糖尿病学会年次学術集会
• [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59回日本糖尿病学会年次学術集会
• [備考] 神戸大学大学院医学研究科分子代謝医学部門ホームページ
  • URL: http://www.med.kobe-u.ac.jp/phys1/index.html