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局所情報による膵β細胞の増殖・分化・脱分化機構

研究課題

研究課題/領域番号 19K07281
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分48020:生理学関連
研究機関千葉大学

研究代表者

三木 隆司  千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (50302568)

研究分担者 李 恩瑛  千葉大学, 大学院医学研究院, 助教 (60583424)
波多野 亮  千葉大学, 大学院医学研究院, 助教 (60521713)
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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード糖尿病 / 膵島再生 / 膵β細胞 / 前駆細胞 / インスリン / 再生 / 幹細胞 / 脱分化
研究開始時の研究の概要

糖尿病患者では進行性に膵β細胞の量と機能の低下が進行する。従って膵β細胞の再生促進は糖尿病の根治治療となり得る。申請者らは活発な膵島再生を誘導可能な膵島再生マウスと膵β細胞の脱分化を誘導できる擬膵島移植マウスを樹立し、レーザーキャプチャーマイクロダイセクション法(LCM法)を用いた再生膵島の遺伝子発現解析法を確立した。本研究では、これらの動物モデルと実験系を組み合わせて、局所環境の変化により惹起される膵β細胞の増殖・分化・脱分化の制御機構の解明を目指す。

研究成果の概要

糖尿病は慢性の高血糖を本態とする重篤な代謝疾患であるが、膵β細胞の量(膵島量)と質の低下が主たる病態と考えられている。一方、健常人ではこれらは生涯に渡り維持される。従って、膵β細胞の量と質の改善は糖尿病の根治治療となり得るが、膵島量と質の維持機構は多くが未だ不明である。本研究ではその制御機構を、我々が樹立した膵島再生マウスを用いて解析した。解析の結果、膵島量の減少は代償性の膵β細胞の細胞分裂を誘導するが、その誘導様式は膵β細胞を取り巻く局所環境が規定しており、膵島内の細胞配列を破綻させる条件下では少数の膵β細胞が脱分化し、反復増殖を介して膵島量が維持されることが明らかになった

研究成果の学術的意義や社会的意義

膵島再生は糖尿病の根治治療となり得るが、実際の生体で、膵β細胞が膵島再生を担うだけの十分な再生能を有しているのか。どの様な方法で再生を人為的に誘導できるのかなど、基本的な疑問が未解決である。正常状態での膵島量の制御機構と、膵β細胞の増殖機構を解明することは、これらの課題を解決する上で、不可欠な学術的な基盤である。今回の結果は、成体のマウスにおいては反復して細胞分裂が可能な膵β細胞が存在することが示され、膵島再生による糖尿病の根治治療の可能性を指示する結果となった。また、再生誘導法の違いにより異なった機序の再生が惹起されることが示された点も重要な成果であると考えている。

報告書

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

    (33件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学/オクスフォード大学(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] トロント大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Cambridge大学/Oxford大学(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Toronto(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Cambridge University(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] GPR52 accelerates fatty acid biosynthesis in a ligand-dependent manner in hepatocytes and in response to excessive fat intake in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Wada, M., Yukawa, K., Ogasawara, H. Suzawa, K., Maekawa, T., Yamamoto, Y., Ohta, T., Lee, E., Miki, T.
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 4 ページ: 102260-102260

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102260

    • NAID

      120006997059

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lack of Brain Insulin Receptor Substrate-1 Causes Growth Retardation, With Decreased Expression of Growth Hormone?Releasing Hormone in the Hypothalamus2021

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Takanori、Kubota Tetsuya、Mariko Inoue、Takamoto Iseki、Aihara Masakazu、Sakurai Yoshitaka、Wada Nobuhiro、Miki Takashi、Yamauchi Toshimasa、Kubota Naoto、Kadowaki Takashi
    • 雑誌名

      Diabetes

      巻: 70 号: 8 ページ: 1640-1653

    • DOI

      10.2337/db20-0482

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lecithin Inclusion by α-Cyclodextrin Activates SREBP2 Signaling in the Gut and Ameliorates Postprandial Hyperglycemia2021

    • 著者名/発表者名
      Lee Eunyoung、Zhang Xilin、Noda Tomoe、Miyamoto Junki、Kimura Ikuo、Tanaka Tomoaki、Sakurai Kenichi、Hatano Ryo、Miki Takashi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 19 ページ: 10796-10796

    • DOI

      10.3390/ijms221910796

    • 関連する報告書
      2021 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] Gs/Gq signaling switch in β cells defines incretin effectiveness in diabetes2020

    • 著者名/発表者名
      Oduori Okechi S.、Murao Naoya、Shimomura Kenju、Takahashi Harumi、Zhang Quan、Dou Haiqiang、Sakai Shihomi、Minami Kohtaro、Chanclon Belen、Guida Claudia、Kothegala Lakshmi、Tol? Johan、Maejima Yuko、Yokoi Norihide、Minami Yasuhiro、Miki Takashi、Rorsman Patrik、Seino Susumu
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Investigation

      巻: 130 号: 12 ページ: 6639-6655

    • DOI

      10.1172/jci140046

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Deficiency of lysyl hydroxylase 2 in mice causes systemic endoplasmic reticulum stress leading to early embryonic lethality2019

    • 著者名/発表者名
      笠松厚志
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 512 号: 3 ページ: 486-491

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.03.091

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gut microbiota confers host resistance to obesity by metabolizing dietary polyunsaturated fatty acids2019

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto J, Igarashi M, Watanabe K, Karaki SI, Mukouyama H, Kishino S, Li X, Ichimura A, Irie J, Sugimoto Y, Mizutani T, Sugawara T, Miki T, Ogawa J, Drucker DJ, Arita M, Itoh H, Kimura I
    • 雑誌名

      Nat Commun

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1038/s41467-019-11978-0

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Diet-Induced Obese Mice and Leptin-Deficient Lepob/ob Mice Exhibit Increased Circulating GIP Levels Produced by Different Mechanisms2019

    • 著者名/発表者名
      Lee Eunyoung、Miedzybrodzka Emily L.、Zhang Xilin、Hatano Ryo、Miyamoto Junki、Kimura Ikuo、Fujimoto Kosuke、Uematsu Satoshi、Rodriguez-Cuenca Sergio、Vidal-Puig Antonio、Gribble Fiona M.、Reimann Frank、Miki Takashi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 20 号: 18 ページ: 4448-4448

    • DOI

      10.3390/ijms20184448

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 腸内細菌叢と宿主の代謝クロストーク2022

    • 著者名/発表者名
      三木隆司、李恩瑛、芳川隼登、波多野亮、宮本潤基、木村郁夫
    • 学会等名
      第99回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] グルコースとcAMPによるインスリン分泌の調節機構2021

    • 著者名/発表者名
      三木隆司
    • 学会等名
      第94回日本内分泌学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 膵β細胞傷害モデルマウスを用いた膵島再生機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      波多野亮, 張錫麟, 馬玉潔, 陳雪, 李恩瑛, 金田篤志, 三木 隆司
    • 学会等名
      日本薬学会大会第141回年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation of molecular mechanisms in pancreatic β cell regeneration using β-cell-specific injured mice2021

    • 著者名/発表者名
      波多野亮、張 錫麟、馬 玉潔、陳 雪、李 恩瑛、金田篤志、三木隆司
    • 学会等名
      第126回 日本解剖学会総会・全国学術集会第98回 日本生理学会大会合同大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Adult murine pancreatic b cells retain repetitive proliferation capacity in a diphtheria toxin mediated β cell ablation model2021

    • 著者名/発表者名
      Xue Chen, Xilin Zhang, Ryo Hatano, Yujie Ma, Atsushi Kaneda, Eunyong Lee, Takashi Miki
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of fatty acid biosynthesis in liver through GPR52 signaling.2021

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Wada, Kayo Yukawa, Hiroyuki Ogasawara, Koichi Suzawa, Tatsuya Maekawa, Yoshihisa Yamamoto, Takeshi Ohta, Eunyoung Lee, Takashi Miki
    • 学会等名
      第98回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation of molecular mechanisms in pancreatic β cell regeneration using β-cell-specific injured mice.2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Hatano, Xillin Zhang, Chen Xue, Eunyoung Lee, Atsushi Kaneda, Takashi Miki
    • 学会等名
      第98回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザーマイクロダイセクション法による膵島再生の分子機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      張錫麟、波多野亮、李恩瑛、金田篤志、三木隆司
    • 学会等名
      第63回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 膵β細胞再生の分子機構2020

    • 著者名/発表者名
      三木隆司、波多野亮、張錫麟、陳雪、馬玉潔、金田篤志、李恩瑛
    • 学会等名
      令和2年度生理研研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] エズリンの腎近位尿細管における膜タンパク質の局在制御と溶質再吸収調節機構2020

    • 著者名/発表者名
      波多野亮、高山実樹子、川口高徳、福富俊之、木村徹、櫻井裕之、李恩瑛、三木隆司、浅野真司
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 足場タンパク質エズリンの腎近位尿細管再吸収機能制御について2020

    • 著者名/発表者名
      波多野亮、高山実樹子、川口高徳、福富俊之、木村徹、櫻井裕之、三木隆司、浅野真司
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 脂肪組織の代謝シグナルによる糖調節機構2019

    • 著者名/発表者名
      李恩瑛、三木隆司
    • 学会等名
      第62回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸内分泌細胞における糖感知の分子機構2019

    • 著者名/発表者名
      三木隆司
    • 学会等名
      第249回生理学会東京談話会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] istinct mechanism for the elevation of plasma glucose-dependent insulinotropic polypeptide by high-fat-diet and by leptin-deficiency2019

    • 著者名/発表者名
      Eun-Young Lee, Xilin Zhang, Junki Miyamoto, Ikuo Kimura, Ryo Hatano, Takashi Miki
    • 学会等名
      54th EASD Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ezrin regulates multiple solutes reabsorption via the regulation of membrane protein localization in the proximal tubules2019

    • 著者名/発表者名
      Hatano R, Kawaguchi K, Miki T, Asano S
    • 学会等名
      ASN Kidney Week 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 腸管内の栄養素感知とインクレチン分泌制御2019

    • 著者名/発表者名
      三木隆司、李恩瑛、宮本潤基、木村郁夫
    • 学会等名
      生体機能と創薬シンポジウム2019/日本薬学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 肥満における高GIP血症の発症機序2019

    • 著者名/発表者名
      李恩瑛、張錫麟、宮本潤基、木村郁夫、波多野亮、三木隆司
    • 学会等名
      第62回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 腎近位尿細管溶質再吸収制御におけるエズリンの新たな役割について2019

    • 著者名/発表者名
      波多野亮、高山実樹子、川口高徳、福富俊之、木村徹、櫻井裕之、三木隆司、浅野真司
    • 学会等名
      第249回生理学会東京談話会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] ギャノング生理学 原書26版2022

    • 著者名/発表者名
      岡田 泰伸、佐久間 康夫、岡村 康司
    • 総ページ数
      910
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      9784621307083
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 千葉大学大学院医学研究院代謝生理学研究室ホームページ

    • URL

      https://www.m.chiba-u.ac.jp/class/physiol/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] 千葉大学大学院医学研究院代謝生理学ホームページ

    • URL

      https://www.m.chiba-u.ac.jp/class/physiol/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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