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膵島の三次元構造形成・維持機構におけるEpac2/Rap1シグナルの役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K07400
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49010:病態医化学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

高橋 晴美  神戸大学, 医学研究科, 特命准教授 (50546489)

研究分担者 柴崎 忠雄  神戸大学, 医学研究科, 客員准教授 (00323436)
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)
キーワード膵島 / 膵β細胞 / Epac2 / cAMP / 糖尿病 / インスリン分泌
研究開始時の研究の概要

膵β細胞からのインスリン分泌は生体の糖恒常性維持において重要である。本研究では、膵島の三次元構造の形成・維持の分子機構を、特にインクレチン/cAMPの下流シグナルであるEpac2/Rap1による細胞接着制御機構に焦点を当てて明らかにすることを目的とする。本研究の成果は膵島構造から見た糖尿病の病態解明のみならず、糖尿病治療薬として広く使用されるインクレチン関連薬のこれまで知られていなかった作用の解明および新たな治療戦略の確立に貢献することが期待される。

研究成果の概要

膵β細胞からのインスリン分泌は生体の糖恒常性維持において重要であり種々の因子によって制御されるが、膵島の三次元構造の維持も正常なインスリン分泌制御に重要であることが知られている。本研究では、Epac2シグナルの膵島構造維持および細胞接着における役割に着目して研究を推進した結果、代表者らが見いだした膵β細胞に発現する新規Epac2アイソフォームが主に細胞接着に関与し、既知のEpac2アイソフォームが主にインスリン分泌を担うことが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は膵島における細胞接着および三次元構造維持のメカニズム解明に繋がるものであり、糖尿病の病態解明のみならず、新たな治療標的の発見や新規治療戦略確立の基礎となり得る。また、膵島構造の維持がインスリン分泌等の機能維持にも重要であることから、効果的な膵島形成や膵島機能維持法など、膵β細胞の再生医療や膵島移植への応用も期待できる。以上のことから臨床医学的な意義が大きい。

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

    (36件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Increased glycolysis affects β-cell function and identity in aging and diabetes2022

    • 著者名/発表者名
      Murao N, Yokoi N, Takahashi H, Hayami T, Minami Y, Seino S
    • 雑誌名

      Mol Metabolism

      巻: 55 ページ: 101014-101014

    • DOI

      10.1016/j.molmet.2021.101414

    • NAID

      120007188923

    • 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
  • [雑誌論文] O-GlcNAcylation of myocyte-specific enhancer factor 2D negatively regulates insulin secretion from pancreatic β-cells2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshida M, Yokoi N, Takahashi H, Hatano N, Hayami T, Ogawa W, Seino S
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 605 ページ: 90-96

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.03.036

    • 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
  • [雑誌論文] Glutamate is an essential mediator in glutamine‐amplified insulin secretion2021

    • 著者名/発表者名
      Han Guirong、Takahashi Harumi、Murao Naoya、Gheni Ghupurjan、Yokoi Norihide、Hamamoto Yoshiyuki、Asahara Shun‐ichiro、Seino Yutaka、Kido Yoshiaki、Seino Susumu
    • 雑誌名

      Journal of Diabetes Investigation

      巻: - 号: 6 ページ: 920-930

    • DOI

      10.1111/jdi.13497

    • NAID

      120007097043

    • 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
  • [雑誌論文] インスリン分泌機構-糖尿病の膵β細胞におけるGタンパク質シグナル変換の意義2021

    • 著者名/発表者名
      高橋晴美、オドゥオリ オケチ、清野 進
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 276(5) ページ: 364-370

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [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

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 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] 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] Glutamate as intracellular and extracellular signals in pancreatic islet functions2019

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

      Proceedings of the Japan Academy. Ser. B: Physical and Biological Sciences

      巻: 95 号: 6 ページ: 246-260

    • DOI

      10.2183/pjab.95.017

    • NAID

      130007662352

    • ISSN
      0386-2208, 1349-2896
    • 年月日
      2019-06-11
    • 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] Glucose stimulates somatostatin secretion in pancreatic δ-cells by cAMP-dependent intracellular Ca2+ release.2019

    • 著者名/発表者名
      Denwood G, Tarasov A, Salehi A, Vergari E, Ramracheya R, Takahashi H, Nikolaev VO, Seino S, Gribble F, Reimann F, Rorsman P, Zhang Q
    • 雑誌名

      J Gen Physiol

      巻: 151(9) 号: 9 ページ: 1094-1115

    • DOI

      10.1085/jgp.201912351

    • 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] 細胞内NAD代謝の変容が膵β細胞老化を制御する2021

    • 著者名/発表者名
      村尾 直哉、横井 伯英、高橋 晴美、清野 進
    • 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
  • [学会発表] Gs/Gq signaling switch in diabetic β-cells2021

    • 著者名/発表者名
      高橋晴美、オドゥオリ オケチ、村尾直哉、清野 進
    • 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] インスリン分泌の分子機構の解明と今後の展望2021

    • 著者名/発表者名
      高橋晴美、清野 進
    • 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] Metabolic Shift to Cytosolic NAD Production Regulates β-cell Function in Aging and Diabetes2021

    • 著者名/発表者名
      Naoya Murao, Norihide Yokoi, Harumi Takahashi, Susumu Seino
    • 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
  • [学会発表] インクレチン応答性インスリン分泌障害に関与する候補タンパク質の同定2021

    • 著者名/発表者名
      吉田 舞、横井伯英、波多野直哉、速水智英、高橋晴美、小川 渉、清野 進
    • 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
  • [学会発表] Improvements of hyperglycemia and insulin secretion by chronic imeglimin treatment in an obese diabetes model KK-Ay mice2021

    • 著者名/発表者名
      権 映月、高橋晴美、村尾直哉、清野 進
    • 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
  • [学会発表] 細胞内NAD代謝の変容が膵β細胞老化を制御する -SAMP1, SAMR1系統を用いた検討-2021

    • 著者名/発表者名
      村尾直哉,横井伯英,高橋晴美,清野 進
    • 学会等名
      第36回老化促進モデルマウス(SAM)学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新規Epac2アイソフォームの膵β細胞機能における役割2020

    • 著者名/発表者名
      高橋晴美、藤原結花、堰 千紘、横井伯英、清野 進
    • 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] グルタミンによるインスリン分泌増強機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      韓 桂栄、高橋晴美、村尾直哉、ゲニ グプルジャン、太田新菜、浜本芳之、清野 裕、横井伯英、木戸良明、清野 進
    • 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] 耐糖能ならびに膵β細胞機能の加齢性変化の解明2020

    • 著者名/発表者名
      村尾直哉、横井伯英、速水智英、高橋晴美、清野 進
    • 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] 肥満糖尿病の膵島における、タンパク質のO-結合型糖鎖修飾に関連したインクレチン応答性障害の機序の解明2020

    • 著者名/発表者名
      吉田 舞,横井伯英,速水智英,高橋晴美,小川 渉,清野 進
    • 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] SGLT阻害剤の全身の糖代謝に及ぼす作用の解明2020

    • 著者名/発表者名
      横井伯英、高橋晴美、清野 進
    • 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] 耐糖能および膵β細胞機能の加齢性変化の解明 -SAMP1, SAMR1, B6J系統を用いた検討-2020

    • 著者名/発表者名
      村尾直哉,横井伯英,高橋晴美,清野 進
    • 学会等名
      第35回老化促進モデルマウス(SAM)学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] SGLT2阻害薬が全身の糖代謝に及ぼす影響の検討2020

    • 著者名/発表者名
      横井伯英、高橋晴美、清野 進
    • 学会等名
      第34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
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 膵島機能の加齢性変化の解明-B6マウスならびに老化促進モデルマウスを用いた検討-2020

    • 著者名/発表者名
      村尾直哉、横井伯英、速水智英、高橋晴美、清野 進
    • 学会等名
      第34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
      2019 実施状況報告書
  • [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の発症機序2020

    • 著者名/発表者名
      速水智英、横井伯英、吉田 舞、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34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
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規Epac2アイソフォームの同定とその膵β細胞機能における役割2020

    • 著者名/発表者名
      高橋晴美、藤原結花、堰 千紘、横井伯英、清野 進
    • 学会等名
      第93回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Role of glutamate signaling in insulin secretion.2019

    • 著者名/発表者名
      Norihide Yokoi, Harumi Takahashi, Susumu Seino
    • 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] 肥満糖尿病における膵島機能不全の機序の解明2019

    • 著者名/発表者名
      吉田 舞, 横井伯英, 速水智英, 川畑綾子, 高橋晴美, 小川渉, 清野 進
    • 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] 膵β細胞に発現する新たなEpac2アイソフォームとその特異的な役割2019

    • 著者名/発表者名
      高橋晴美、藤原結花、堰 千紘、横井伯英、清野 進
    • 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] Enhanced β-cell Gq signal underlies improved insulin secretion and glucose tolerance by GLP-1 in Kir6.2 KO diabetic mice.2019

    • 著者名/発表者名
      Okechi S Oduori,Kenju Shimomura,Harumi Takahashi,Shihomi Hidaka,Naoya Murao,Norihide Yokoi,Susumu Seino
    • 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] 新規インスリン分泌促進薬シード化合物の同定とその作用機序の解明2019

    • 著者名/発表者名
      村尾直哉、菅原健二、Okechi S Oduori、Christopher M Carmean、横井伯英、高橋晴美、清野 進
    • 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] Role of glutamine/glutamate signaling in insulin secretion.2019

    • 著者名/発表者名
      Guirong Han, Harumi Takahashi, Norihide Yokoi, Ghupurjan Gheni, Naoya Murao, Yutaka Seino, Yoshiyuki Hamamoto, Yoshiaki Kido, Susumu Seino
    • 学会等名
      The 11th Scientific Meeting of the AASD in conjunction with The 62nd Annual Meeting of the Japan Diabetes Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tumor-like metabolic feature of enlarged pancreatic islets underlies incretin unresponsiveness in obese type 2 diabetes.2019

    • 著者名/発表者名
      Tomohide Hayami, Norihide Yokoi, Kohei Honda, Harumi Takahashi, Hideki Kamiya, Akira Mizoguchi, Jiro Nakamura, Susumu Seino
    • 学会等名
      The 11th Scientific Meeting of the AASD in conjunction with The 62nd Annual Meeting of the Japan Diabetes Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of Noc2 in incretin exocytosis2019

    • 著者名/発表者名
      Harumi Takahashi
    • 学会等名
      2019 Asia Islet Biology & Incretin Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] How can we improve insulin secretion of diabetic-beta-cells?2019

    • 著者名/発表者名
      Susumu Seino, Naoya Murao, Harumi Takahashi, Okechi S Oduori
    • 学会等名
      International Diabetes Federation Congress 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Age-associated changes of glucose tolerance and pancreatic islet function in mice.2019

    • 著者名/発表者名
      Naoya Murao, Norihide Yokoi, Tomohide Hayami, Okechi S Oduori, Yingyue Quan, Harumi Takahashi, Susumu Seino
    • 学会等名
      International Diabetes Federation Congress 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elucidation of genetic factors and pathogenesis of obese diabetes: Study of ZFDM rat.2019

    • 著者名/発表者名
      Norihide Yokoi, Tomohide Hayami, Mai Yoshida, Harumi Takahashi, Yukio Taniguchi, Susumu Seino
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 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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