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ヒト膵β細胞増量治療開発に向けた肝臓―膵β細胞間神経ネットワークの分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H03706
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分54040:代謝および内分泌学関連
研究機関東北大学

研究代表者

今井 淳太  東北大学, 医学系研究科, 准教授 (80431500)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワード膵β細胞 / 迷走神経 / インスリン / 肥満症
研究開始時の研究の概要

肥満などの際には全身でインスリンが効きにくくなる状態(「インスリン抵抗性」と呼ぶ)になり、このことが糖尿病発症の原因となる。しかし、少々の肥満では糖尿病にならず、それは、インスリン抵抗性の進展にともなってインスリンを産生する膵β細胞が増殖をし、多くのインスリンを分泌することによって血糖値の上昇を抑えるからである。しかし、膵β細胞がどのようにして全身のインスリン抵抗性状態を知り、増殖を開始するのかはよくわかっていなかった。我々はこの膵β細胞増殖を促す肝臓―膵β細胞間神経ネットワークの存在を明らかにした。本研究ではこのネットワークにおける未解明の分子機構を明らかにする。

研究成果の概要

肝臓ー膵β細胞間神経ネットワークに関与する迷走神経因子を作用させた単離膵島において、FoxM1の発現上昇に関与する可能性のある複数の転写因子の発現が上昇していることが明らかになった。そこで、これら転写因子のうち、マウスやヒトの膵β細胞で発現が高い転写因子についてfloxマウスを作製し、このマウスを用いて誘導性膵β細胞特異的ノックアウトマウスの作製に成功した。
さらに、肥満時に肝臓ERK経路活性化が起こるメカニズムの解析については、腸管に炎症を惹起することで肝臓ERK経路が活性化して膵β細胞が増殖するモデルの作成に成功し、腸管炎症と肝臓ー膵β細胞間神経ネットワークの関係が明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は研究代表者が独自に明らかにした肝臓―膵β細胞間神経ネットワークに着想を得て、この神経ネットワークの未解明の分子機構を明らかにしたものである。本研究結果によってその制御機構がさらに明らかになったことにより、インスリン抵抗性状態における代償性膵β細胞増殖という糖代謝恒常性維持においてきわめて重要なメカニズムの理解が進むことが期待される。
また、膵β細胞を増量する治療法は存在せず、これは糖尿病根治療法開発が進まない大きな要因となっている。本研究結果によって本来生物の体の中にあるシステムを活用した世界で初めての膵β細胞増量薬の開発につながる可能性がある。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 特集 脳腸相関-脳-身体の双方向性制御 自律神経系を介した臓器間ネットワークによる代謝調節2021

    • 著者名/発表者名
      今井 淳太、片桐 秀樹
    • 雑誌名

      BRAIN and NERVE

      巻: 73 号: 8 ページ: 851-856

    • DOI

      10.11477/mf.1416201851

    • ISSN
      1344-8129, 1881-6096
    • 年月日
      2021-08-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Regulation of Adaptive Cell Proliferation by Vagal Nerve Signals for Maintenance of Whole-Body Homeostasis: Potential Therapeutic Target for Insulin-Deficient Diabetes2021

    • 著者名/発表者名
      Imai Junta
    • 雑誌名

      The Tohoku Journal of Experimental Medicine

      巻: 254 号: 4 ページ: 245-252

    • DOI

      10.1620/tjem.254.245

    • NAID

      130008072247

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of systemic metabolism by the autonomic nervous system consisting of afferent and efferent innervation2021

    • 著者名/発表者名
      Imai Junta、Katagiri Hideki
    • 雑誌名

      International Immunology

      巻: 34 号: 2 ページ: 67-79

    • DOI

      10.1093/intimm/dxab023

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 自律神経シグナルによる個体恒常性維持機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      今井淳太
    • 雑誌名

      東北医学雑誌

      巻: 133 ページ: 46-49

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 迷走神経シグナルを介した組織の適応・修復にかかわる細胞増殖2021

    • 著者名/発表者名
      今井淳太
    • 雑誌名

      臨床免疫・アレルギー科

      巻: 76 ページ: 210-215

    • NAID

      40022672053

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 迷走神経シグナルによる組織の適応修復に関わる細胞増殖制御機構2020

    • 著者名/発表者名
      今井淳太
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 52 ページ: 9-12

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] β‐Cell senescence in the pathogenesis of type 2 diabetes2020

    • 著者名/発表者名
      Imai Junta
    • 雑誌名

      Journal of Diabetes Investigation

      巻: 11 号: 2 ページ: 284-286

    • DOI

      10.1111/jdi.13162

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 肝臓―β細胞連関によるβ細胞増殖制御2020

    • 著者名/発表者名
      今井淳太
    • 雑誌名

      糖尿病・内分泌代謝科

      巻: 50 ページ: 93-97

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 迷走神経シグナルによる糖代謝制御2021

    • 著者名/発表者名
      今井淳太
    • 学会等名
      第40回 日本認知症学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] インスリン分泌・製剤・デバイス・細胞 ~今後100年を見据えて~2021

    • 著者名/発表者名
      今井淳太
    • 学会等名
      日本糖尿病学会 インスリン発見100周年記念シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 迷走神経シグナルによる膵β細胞量調節機構2021

    • 著者名/発表者名
      今井淳太
    • 学会等名
      第64回 日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 迷走神経シグナルによる膵β細胞増殖誘導メカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      今井淳太
    • 学会等名
      第55回 糖尿病学の進歩
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Vagal nerve signal-mediated regulation of pancreatic β cells2020

    • 著者名/発表者名
      Junta Imai, Hideki Katagiri
    • 学会等名
      第63回 日本糖尿病学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 迷走神経シグナルによる膵β細胞制御メカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      今井淳太
    • 学会等名
      第94回 日本糖尿病学会中部地方会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Vagal nerve signal-regulated cell proliferation for maintaining whole body homeostasis2020

    • 著者名/発表者名
      Junta Imai, Hideki Katagiri
    • 学会等名
      第93回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 恒常性維持のための 迷走神経シグナルを介した細胞増殖制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      今井淳太
    • 学会等名
      第92回日本内分泌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of β cell proliferation by vagal nerve signals2019

    • 著者名/発表者名
      Junta Imai, Hideki Katagiri
    • 学会等名
      第62回 日本糖尿病学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 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/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書 2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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