膵β細胞の異所性嗅覚受容体システムが個体糖代謝に及ぼす役割の解明

• 研究課題/領域番号: 19K17997
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 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: 宗像 佑一郎 東北大学, 大学病院, 助教 (60747070)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: インスリン分泌 / 糖尿病 / 嗅覚受容体 / 膵β細胞

研究開始時の研究の概要

研究代表者は、複数の嗅覚受容体がマウス膵β細胞に発現すること、そのうちの一つであるOLFR15がグルコース応答性インスリン分泌(GSIS)の促進に重要な役割を果たしていること、を明らかにしてきた。その知見に基づき、嗅覚受容体という化学受容器を用いて、膵β細胞が食事由来の種々の物質を認識し糖代謝を調節する仕組みや糖尿病病態における変容、インクレチンシグナルとの相互作用を明らかとし、化合物制御によるGSIS促進治療に向けた検討を行う。

研究成果の概要

研究代表者等は、膵β細胞における嗅覚受容体という化学受容器を介したインスリン分泌増強機構とインクレチンシグナルとの相互作用を明らかとし、化合物制御によるグルコース応答性インスリン分泌(GSIS)促進治療に向けた検討を行った。
ヘキサン酸アミルやフェニル酢酸アリルが膵β細胞に発現するOLFR15の新たなリガンド候補になることを示した。さらに、ヘキサン酸アミルがGLP1によるインクレチンシグナルとの相互作用によりGSISを増強する可能性を示した。
膵β細胞に発現する嗅覚受容体は2型糖尿病の治療標的になりう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

嗅覚受容体を介したインスリン分泌促進機構は、既存の糖尿病薬と別経路を用い、活性化により高血糖時のみインスリン分泌を増強する。そのため、本研究で得られた結果と併せて、低血糖を起こさずGSISを増強することで糖尿病を治療する新規薬剤の開発につながる可能性が示唆された。インスリン分泌不全が2型糖尿病の成因として重要であることが知られている我が国においては特に有益な治療選択肢を増やすことにつながり得る成果と考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Continuous glucose monitoring in patients with remission of type 2 diabetes after laparoscopic sleeve gastrectomy without or with duodenojejunal bypass (2020)
  • 著者名/発表者名: Sawada Shojiro、Kodama Shinjiro、Tsuchiya Satoko、Kurosawa Satoko、Endo Akira、Sugawara Hiroto、Hosaka Shinichiro、Kawana Yohei、Asai Yoichiro、Yamamoto Junpei、Munakata Yuichiro、Izumi Tomohito、Takahashi Kei、Kaneko Keizo、Imai Junta、Imoto Hirofumi、Tanaka Naoki、Naitoh Takeshi、Ishigaki Yasushi、Katagiri Hideki
  • 雑誌名: Clinical Obesity 巻: 10 号: 6 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1111/cob.12409
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Inhibition of Plasminogen Activator Inhibitor-1 Activation Suppresses High Fat Diet-Induced Weight Gain via Alleviation of Hypothalamic Leptin Resistance (2020)
  • 著者名/発表者名: Shinichiro Hosaka, Tetsuya Yamada, Kei Takahashi, Takashi Dan, Keizo Kaneko, Shinjiro Kodama, Yoichiro Asai, Yuichiro Munakata, Akira Endo, Hiroto Sugawara, Yohei Kawana, Junpei Yamamoto, Tomohito Izumi, Shojiro Sawada, Junta Imai, Toshio Miyata and Hideki Katagiri
  • 雑誌名: Front Pharmacol. 巻: 11 ページ: 943-943
  • DOI: 10.3389/fphar.2020.00943
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Vascular resistance of carotid and vertebral arteries is associated with retinal microcirculation measured by laser speckle flowgraphy in patients with type 2 diabetes mellitus (2020)
  • 著者名/発表者名: Sawada Shojiro、Tsuchiya Satoko、Kodama Shinjiro、Kurosawa Satoko、Endo Akira、Sugawara Hiroto、Hosaka Shinichiro、Kawana Yohei、Asai Yoichiro、Yamamoto Junpei、Munakata Yuichiro、Izumi Tomohito、Takahashi Kei、Kaneko Keizo、Imai Junta、Ito Azusa、Yasuda Masayuki、Kunikata Hiroshi、Nakazawa Toru、Katagiri Hideki
  • 雑誌名: Diabetes Research and Clinical Practice 巻: 165 ページ: 108240-108240
  • DOI: 10.1016/j.diabres.2020.108240
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 嗅覚受容体は膵β細胞に発現しグルコース応答性インスリン分泌を促進する (2019)
  • 著者名/発表者名: 山田 哲也, 宗像 佑一郎, 片桐 秀樹
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
• [図書] Diabetes Strategy(嗅覚受容体は膵β細胞に発現し, グルコース応答性インスリン分泌を促進する)(Vol.9 No.4) (2019)
  • 著者名/発表者名: 宗像佑一郎, 山田哲也, 片桐秀樹
  • 総ページ数: 36
  • 出版者: 先端医学社
  • ISBN: 9784865504323