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生体内インスリン動態制御機構の新規in vivo肝・膵イメージング法による解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03423
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48020:生理学関連
研究機関日本大学

研究代表者

金丸 和典  日本大学, 医学部, 准教授 (10456105)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワードin vivoイメージング / カルシウムシグナル / 膵臓 / β細胞 / インスリン / ランゲルハンス島 / インスリン・パルス / イメージング手法 / イメージング
研究開始時の研究の概要

膵β細胞in vivo Ca2+イメージング法を新たに開発することで、従来は不可能であった生体内β細胞の活動パターンの高精度な解析を達成する。この手法を活用して、“見ることができなかったために未解明であった” 生体内インスリン動態とβ細胞活動パターンの相関解明に迫る。本研究で開発する新規解析法とその応用により得られる知見は、インスリン分泌機構のさらなる理解と病態解明に繋がる可能性を持つ。

研究成果の概要

β細胞からのインスリン分泌はカルシウムシグナルに制御される。従来の研究では、培養細胞など生体外の実験による知見が主であり、血流・神経・ホルモンなど制御を除外した実験系であるため、生体内環境での検証が必要である。そこで本研究では、膵β細胞のマウス生体内カルシウムイメージング法を新たに開発して解析した。麻酔・開腹下だけでなく、覚醒下のマウス個体でのβ細胞カルシウムシグナルのイメージング手法の確立に成功し、自律神経系や摂食・絶食がインスリン分泌およびβ細胞カルシウムシグナルに与える影響を解析することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で独自に開発したイメージング技法および発見した生体内β細胞活動機構の特徴は、これまで謎とされてきた血中インスリン動態の形成原理の解明に直結する先駆的な研究であるとともに、病態解明に応用可能である。すなわち、インスリン分泌機構のさらなる理解をもたらしたうえ、糖尿病治療戦略の新規創生にも貢献し得る成果である。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (17件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Cytosolic Ca2+-dependent Ca2+ release activity primarily determines the ER Ca2+ level in cells expressing the CPVT-linked mutant RYR22022

    • 著者名/発表者名
      Kurebayashi Nagomi、Murayama Takashi、Ota Ryosaku、Suzuki Junji、Kanemaru Kazunori、Kobayashi Takuya、Ohno Seiko、Horie Minoru、Iino Masamitsu、Yamashita Fumiyoshi、Sakurai Takashi
    • 雑誌名

      Journal of General Physiology

      巻: 154 号: 9

    • DOI

      10.1085/jgp.202112869

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differences in the stemness characteristics and molecular markers of distinct human oral tissue neural crest‐derived multilineage cells2022

    • 著者名/発表者名
      Abe Shigehiro、Kaida Atsushi、Kanemaru Kazunori、Nakazato Keiichiro、Yokomizo Naoko、Kobayashi Yutaka、Miura Masahiko、Miki Toshio、Hidai Chiaki、Kitano Hisataka、Yoda Tetsuya
    • 雑誌名

      Cell Proliferation

      巻: 55 号: 10

    • DOI

      10.1111/cpr.13286

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inhibition of Epithelial-Mesenchymal Transition Maintains Stemness in Human Amniotic Epithelial Cells2022

    • 著者名/発表者名
      Takano Chika、Horie Masafumi、Taiko Isamu、Trinh Quang Duy、Kanemaru Kazunori、Komine-Aizawa Shihoko、Hayakawa Satoshi、Miki Toshio
    • 雑誌名

      Stem Cell Reviews and Reports

      巻: 18 号: 8 ページ: 3083-3091

    • DOI

      10.1007/s12015-022-10420-1

    • 関連する報告書
      2022 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] Anti-tumor effects of perampanel in malignant glioma cells2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsuoka Juri、Sano Emiko、Hanashima Yuya、Yagi Chihiro、Yamamuro Shun、Sumi Koichiro、Hara Hiroyuki、Takada Kazuhide、Kanemaru Kazunori、Komine?Aizawa Shihoko、Katayama Yoichi、Yoshino Atsuo
    • 雑誌名

      Oncology Letters

      巻: 24 号: 6 ページ: 421-421

    • DOI

      10.3892/ol.2022.13541

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selection of red fluorescent protein for genetic labeling of mitochondria and intercellular transfer of viable mitochondria2022

    • 著者名/発表者名
      Taiko Isamu、Takano Chika、Nomoto Masayuki、Hayashida Shingo、Kanemaru Kazunori、Miki Toshio
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 19841-19841

    • DOI

      10.1038/s41598-022-24297-0

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The proliferation of atypical hepatocytes and CDT1 expression in noncancerous tissue are associated with the postoperative recurrence of hepatocellular carcinoma2022

    • 著者名/発表者名
      Moriyama Mitsuhiko、Kanda Tatsuo、Midorikawa Yutaka、Matsumura Hiroshi、Masuzaki Ryota、Nakamura Hitomi、Ogawa Masahiro、Matsuoka Shunichi、Shibata Toshikatu、Yamazaki Motomi、Kuroda Kazumichi、Nakayama Hisashi、Higaki Tokio、Kanemaru Kazunori、Miki Toshio、Sugitani Masahiko、Takayama Tadatoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 20508-20508

    • DOI

      10.1038/s41598-022-25201-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] EGF domain peptide of Developmentally regulated endothelial locus1 facilitates gene expression of extracellularly applied plasmid DNA2022

    • 著者名/発表者名
      Kitano Hisataka、Kanemaru Kazunori、Miki Toshio、Hidai Chiaki
    • 雑誌名

      Biologicals

      巻: 75 ページ: 12-15

    • DOI

      10.1016/j.biologicals.2022.01.002

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ratio-metric measurement of intracellular calcium in visceral muscles via selective expression of a yellow cameleon calcium sensor2022

    • 著者名/発表者名
      Chiho Takai, Naoko Iwata, Kazunori Kanemaru, Kenji F. Tanaka, Yao Yu, Satoshi Iino, Shinsuke Nakayama
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B: Chemical

      巻: 364 ページ: 131756-131756

    • DOI

      10.1016/j.snb.2022.131756

    • 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
  • [学会発表] 膵β細胞カルシウム活動のin vivo可視化により見えてきた自律神経制御と体内インスリン動態2023

    • 著者名/発表者名
      金丸 和典
    • 学会等名
      Systematic Integration of Molecular Brain Science
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] オルガネラカルシウムセンサーの開発と生体内カルシウムイメージング2023

    • 著者名/発表者名
      金丸 和典
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 膵β細胞におけるアセチルコリン作動性のカルシウム抑制2023

    • 著者名/発表者名
      太向 勇、金丸 和典、飯野 正光
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヒト羊膜上皮細胞を用いたⅡ型肺胞上皮細胞への分化誘導2023

    • 著者名/発表者名
      野本 正幸、太向 勇、高野 智佳、金丸 和典、三木 敏生
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マウス生体内における肝細胞カルシウム動態の可視化解析2023

    • 著者名/発表者名
      谷田部 一輝、平岡 優一、茂木 優貴、三木 敏生、飯野 正光、金丸 和典
    • 学会等名
      第147回日本薬理学会関東部会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] In vivo膵島カルシウムイメージングによるマウス生体内β細胞の活動様式解明2023

    • 著者名/発表者名
      金丸 和典、太向 勇、陳 開、茂木 優貴、平岡 優一、飯野 正光
    • 学会等名
      第147回日本薬理学会関東部会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Ⅱ型味細胞における味覚受容カルシウム応答のin vivoイメージング解析2023

    • 著者名/発表者名
      平野 良、田中 真、矢部 健介、野村 泰之、大島 猛史、平岡 優一、飯野 正光、金丸 和典
    • 学会等名
      第147回日本薬理学会関東部会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 神経変性疾患モデルマウスにおける脳表アストロサイトCa2+活動の巨視的解析2023

    • 著者名/発表者名
      茂木 優貴、飯野 正光、金丸 和典
    • 学会等名
      第147回日本薬理学会関東部会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Cholinergic suppression of Ca2+ signaling in pancreatic β-cells2023

    • 著者名/発表者名
      太向 勇、金丸 和典、飯野 正光
    • 学会等名
      第147回日本薬理学会関東部会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] カルシウムセンサータンパク質発現マウスを用いた肝細胞カルシウム動態のin vivoイメージング解析2022

    • 著者名/発表者名
      金丸 和典
    • 学会等名
      第29回肝細胞研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] In vivo カルシウムイメージングによるマウス生体内β細胞の活動様式解明2022

    • 著者名/発表者名
      金丸 和典、太向 勇、陳 開、茂木 優貴、平岡 優一、飯野 正光
    • 学会等名
      2022年度生理研研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子改変マウス膵臓および肝臓細胞のin vivoカルシウムイメージング解析2022

    • 著者名/発表者名
      金丸 和典
    • 学会等名
      第96回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 膵β細胞におけるコリン作動性カルシウム抑制2022

    • 著者名/発表者名
      太向 勇、金丸 和典、飯野 正光
    • 学会等名
      第96回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 神経変性疾患モデルマウスにおけるin vivoアストロサイトCa2+活動の解析2022

    • 著者名/発表者名
      茂木 優貴、飯野 正光、金丸 和典
    • 学会等名
      第96回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] レシオ型Ca2+センサー発現マウスを用いた生体内β細胞におけるCa2+活動解析2022

    • 著者名/発表者名
      金丸 和典、太向 勇、飯野 正光
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 膵β細胞におけるMICU1によるミトコンドリアカルシウムシグナルの制御2022

    • 著者名/発表者名
      太向 勇、金丸 和典、飯野 正光
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] レシオ型Ca2+センサー発現マウスによる生体内β細胞Ca2+動態のイメージング解析2021

    • 著者名/発表者名
      金丸 和典、太向 勇、飯野 正光
    • 学会等名
      第94回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 日本大学医学部生理学分野webページ

    • URL

      http://www.med.nihon-u.ac.jp/department/nuphy/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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