| 研究課題/領域番号 |
21K08576
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分54040:代謝および内分泌学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
河盛 段 大阪大学, 医学部附属病院, 准教授 (50622362)
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| 研究分担者 |
片上 直人 大阪大学, 大学院医学系研究科, 講師 (10403049)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 糖尿病 / グルカゴン / DPP-4 / GLP-1 / インクレチン / 膵α細胞 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
全身に広く発現するペプチド分解酵素DPP-4 (DiPeptidyl Peptidase-4)は、特に糖代謝領域においてはGLP-1及びGIPというインクレチンの分解酵素として重要な病態的意義を有し、現在はDPP-4阻害薬が糖尿病治療に広く使用されている。しかしDPP-4の膵島内における意義は、これまで散見される研究報告からは未だ明らかな結論に至っていない。本研究はα細胞機能変化をDPP-4発現に着目して進め、現在定まっていないα細胞DPP-4の意義を明らかとするほか、これを標的とした新規グルカゴン・α細胞標的治療の開発につなげるものである。
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では、①「膵α細胞は複数ホルモンの分泌バランスが変化する様々な機能的多様性 (subtype)を呈し」、②「糖尿病下のα細胞ではDPP-4発現増加などの機能的シフトがおこり、これがグルカゴン過剰と共に膵島内GLP-1減少を介して病態悪化に関与する」という新しい概念仮説を設定し、分子生物学的手法を用いて解析・検証を行った。
まず、グルカゴン分泌InR1G細胞株に対する、糖尿病を模倣した12時間25mM高グルコース負荷の影響を、1時間Static Incubationによるグルカゴン分泌にて評価した。グルカゴン分泌は高グルコース刺激時の過剰を呈した一方、細胞内グルカゴン含量は低下し、グルカゴン遺伝子発現は変化なかった。加えて高グルコース刺激応答性のGLP-1分泌増加を見出した。
また、DPP-4遺伝子を定量的Real-Time PCRで評価可能なプライマーセットを新規に開発し、25mM高グルコース負荷24時間時点におけるDPP-4遺伝子発現量の有意な増加を確認した。遺伝子発現量の増大が確認できた24時間時点においては、DPP-4蛋白質自体の発現をWestern Blot法にて確認は可能であったが、その量的変化については評価できなかった。
加えて、より人体に近い状況におけるDPP-4の意義を検討すべく、ヒト由来iPS細胞から膵島内分泌様細胞を分化誘導した。分化各段階においてフローサイトメトリーにてα-like細胞を単離し、DPP-4遺伝子発現を定量したところ、分化後期に大きく増加することを見出し、膵島分化における意義が示唆された。
α細胞とグルカゴン分泌は状態に応じてダイナミックに変化すること、さらにDPP-4がα細胞分化や機能に関与しうることが示され、糖尿病下のα細胞機能やグルカゴン分泌異常における病態生理学的意義が示唆された。
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