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比較生物学的アプローチを用いた糖尿病における膵β細胞障害機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H02390
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42040:実験動物学関連
研究機関京都大学

研究代表者

横井 伯英  京都大学, 農学研究科, 教授 (70311610)

研究分担者 岡村 匡史  国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, 実験動物管理室長 (00333790)
須山 幹太  九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (70452365)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
キーワード疾患モデル / 糖尿病 / インスリン / 膵β細胞障害 / ゲノム編集
研究開始時の研究の概要

血糖を低下させる唯一のホルモンであるインスリンを分泌する膵臓のβ細胞の障害が糖尿病の基盤にあるが、その障害に関与する遺伝素因や障害の発症・進展の機構は明らかでない。本研究では、膵β細胞障害を呈するマウスおよびラットの糖尿病モデルを用いて、遺伝解析、各種オミクス解析ならびにゲノム編集技術により、膵β細胞障害機構の解明に挑む。本研究は、ヒト糖尿病における膵β細胞障害機構の解明や新規のメカニズムに基づく糖尿病治療薬の開発に直結するものである。

研究成果の概要

本研究では、膵β細胞障害を呈する複数のマウスおよびラットの自然発症糖尿病モデルを用いて、交配実験と遺伝解析およびエクソーム解析により疾患候補遺伝子を同定し、ゲノム編集により病態発症における関与について検証した。また、これら複数のモデルを対象とする膵島のトランスクリプトームおよびプロテオーム解析により膵β細胞障害に関与するパスウェイを同定し、ヒトにおける知見を結集して膵β細胞障害の病態発症・進展機構の一端を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

複数のマウスおよびラットの自然発症糖尿病モデルを駆使した本研究により明らかとなった膵β細胞障害の病態発症・進展機構は、ヒト糖尿病における膵β細胞障害の病態発症・進展機構の解明や新規のメカニズムに基づく治療薬の開発の基盤となると考えられる。本研究は、同様の研究手法が適用可能な様々の研究分野において疾患モデルの有用性を実証するものである。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Stimulatory effect of imeglimin on incretin secretion.2023

    • 著者名/発表者名
      Quan Yingyue, Kenji Sugawara, Harumi Takahashi, Norihide Yokoi, Kento Ohbayashi, Yusaku Iwasaki, Susumu Seino, Wataru Ogawa
    • 雑誌名

      Journal of diabetes investigation

      巻: in press 号: 6 ページ: 746-755

    • DOI

      10.1111/jdi.14001

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 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
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel model mouse for type 2 diabetes mellitus with early onset and persistent hyperglycemia2022

    • 著者名/発表者名
      Ohno T, Miyasaka Y, Yoshida K, Kobayashi M, Horio F, Yokoi N, Mizuno M, Ikegami H
    • 雑誌名

      Experimental Animals

      巻: 71 号: 4 ページ: 510-518

    • DOI

      10.1538/expanim.22-0061

    • ISSN
      0007-5124, 1341-1357, 1881-7122
    • 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] 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] 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
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 肥満糖尿病モデルZFDMラットの糖尿病発症における性差の解明2024

    • 著者名/発表者名
      横井伯英、中田千陽、伊藤佑奈、重中咲希、水野智花、星野貴一
    • 学会等名
      第71回日本実験動物学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 比較トランスクリプトーム解析による肥満糖尿病モデルにおける膵島障害機序の解明2024

    • 著者名/発表者名
      水野智花、伊藤佑奈、向山裕樹、星野貴一、宮坂勇輝、大野民生、横井伯英
    • 学会等名
      第71回日本実験動物学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] The effects of imeglimin on incretin secretion2023

    • 著者名/発表者名
      Quan Yingyue, 菅原健二, 高橋晴美, 横井伯英, 大林健人, 岩崎有作, 清野進, 小川渉
    • 学会等名
      第66回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 肥満糖尿病モデルZFDMラットの糖尿病発症および膵島の遺伝子発現に対する女性ホルモンの影響2023

    • 著者名/発表者名
      中田千陽、重中咲希、伊藤佑奈、水野智花、浦川隆矢、向山裕樹、横井伯英
    • 学会等名
      第153回関西実験動物研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 肥満糖尿病モデルZFDMラットの糖尿病発症における性ホルモンの影響2023

    • 著者名/発表者名
      横井伯英、中田千陽、重中咲希、伊藤佑奈、水野智花、浦川隆矢、向山裕樹
    • 学会等名
      第37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
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 肥満糖尿病モデルZFDMラットにおける糖尿病発症に関与する遺伝子の探索2023

    • 著者名/発表者名
      足立直紀、廣小路知貴、重中咲希、中野堅太、吉原美奈子、谷口幸雄、岡村匡史、須山幹太、横井伯英
    • 学会等名
      第36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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 膵β細胞株の免疫沈降プロテオミクスによるインスリン分泌障害に関与するタンパク質の同定2022

    • 著者名/発表者名
      吉田 舞, 横井伯英, 高橋晴美, 波多野直哉, 速水智英, 小川 渉, 清野 進
    • 学会等名
      第65回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 解糖系の亢進が膵β細胞老化を制御する2022

    • 著者名/発表者名
      村尾直哉,横井伯英,髙橋晴美,清野進
    • 学会等名
      第65回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 糖尿病の遺伝素因、膵β細胞再生機構、膵β細胞内代謝シグナルの解明2022

    • 著者名/発表者名
      横井伯英
    • 学会等名
      第35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
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 肥満糖尿病モデルZFDMラットにおける糖尿病発症に対する女性ホルモンの効果に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      重中咲希、足立直紀、廣小路知貴、谷口幸雄、横井伯英
    • 学会等名
      第150回関西実験動物研究会
    • 関連する報告書
      2022 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2021

    • 著者名/発表者名
      村尾直哉,横井伯英,髙橋晴美,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] 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] CRISPR/Cas9による2型糖尿病候補遺伝子におけるナンセンス変異のレスキュー実験2021

    • 著者名/発表者名
      足立直紀、廣小路知貴、重中咲希、中野堅太、吉原美奈子、吉田裕作、横瀬重雄、谷口幸雄、原田範雄、稲垣暢也、高橋晴美、清野進、岡村匡史、須山幹太、横井伯英
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 女性ホルモンによる糖尿病膵島保護作用の解明2021

    • 著者名/発表者名
      重中 咲希、足立 直紀、廣小路 知貴、谷口 幸雄、横井 伯英
    • 学会等名
      第147回関西実験動物研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新規肥満糖尿病モデルZFDMラットにおける糖尿病感受性遺伝子座の探索2021

    • 著者名/発表者名
      廣小路 知貴、足立 直紀、谷口 幸雄、横井 伯英
    • 学会等名
      日本動物遺伝育種学会第22回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 京都大学大学院農学研究科動物遺伝育種学分野ホームページ

    • URL

      http://www.jkaabs.kais.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書 2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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