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グルタミン酸シグナルによるインスリン開口分泌制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K09026
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54040:代謝および内分泌学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

武倉 アブドグプル (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, 特命准教授 (50546489)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードインスリン分泌 / インクレチン / グルタミン酸
研究開始時の研究の概要

インクレチン(GLP-1, GIP)による膵β細胞からのインスリン分泌調節機構の解明は、糖尿病の克服のため極めて重要な課題である。
研究代表者らは、グルコース代謝により産生されたグルタミン酸が、インクレチン/cAMPシグナルによりインスリン顆粒内に取り込まれ、インスリン分泌が促進されることを示した。しかし、インスリン顆粒内に取り込まれたグルタミン酸がインスリン顆粒の開口分泌を増強する分子メカニズムは不明である。
本研究では、インスリン顆粒の網羅的解析により同定された開口分泌関連タンパク質について詳細な機能解析を行うことにより、グルタミン酸によるインスリン開口分泌制御機構を解明することを目的とする。

研究成果の概要

食後に腸管から分泌されるインクレチンはcAMPシグナルを介してグルコース濃度依存的にインスリン分泌を促進するが、代表者らはこれまでに細胞質のグルタミン酸がこの作用に重要であることを見いだしている。本研究ではインスリン顆粒の比較プロテオミクスにより得られたcAMP/グルタミン酸シグナルによる開口分泌に関与しうる候補分子を同定するとともに、β細胞内におけるグルタミン酸によるインスリン分泌増強の新たなメカニズムを明らかにした。これらの結果から、グルタミン酸は膵β細胞内で複数の機序によりインスリン分泌を増強するシグナルとして機能していることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在、糖尿病治療において、インクレチン作用を利用したインクレチン関連薬が標準的な治療薬となっており重要な位置を占めている。本研究の成果はインクレチン関連薬の作用機序の解明に繋がることから、本治療薬の新たな可能性や治療抵抗性の症例に対しても有効な治療法の発見が期待できることから、意義は大きい。

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

    (29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 (21件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4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] 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] 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] 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] 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, Yutama Seino, Yoshiyuki Hamamoto, Yoshiaki Kido, Susumu Seino
    • 学会等名
      The 11thScientific 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 11thScientific 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] 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] 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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