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膵β細胞におけるインスリンシグナルが可塑性に及ぼす影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K08579
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

木戸 良明  神戸大学, 保健学研究科, 教授 (10335440)

研究分担者 淺原 俊一郎  神戸大学, 医学部附属病院, 助教 (00570342)
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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード膵β細胞 / 可塑性 / mTORC1 / 膵島 / 脱分化
研究開始時の研究の概要

代表者はこれまでに膵β細胞におけるインスリンシグナル、特にmTORC1活性が膵β細胞量調節に大きく影響することを明らかにしてきた。しかしながら、mTORC1活性が膵β細胞の可塑性、すなわち分化に及ぼす影響については現在もよくわかっていない。そこで、本研究計画では膵β細胞の可塑性にmTORC1活性が及ぼす影響とそのメカニズムの解明を目的とする。代表者が保有する膵β細胞特異的Tsc2ノックアウトマウス、2型糖尿病モデルマウスおよびヒト2型糖尿病患者の膵組織を用いて、網羅的遺伝子発現解析を通して膵β細胞の分化転換への影響を検討し、その機序解明ならびに改善策の確立を目指す。

研究成果の概要

膵β細胞特異的にTsc2を欠損させたマウス(βTSC2KO)では、高齢期になると膵β細胞量減少、高血糖を呈する。膵β細胞量減少の機序として、膵β細胞の可塑性に注目が集まっており、βTSC2KOにおいても影響している可能性が考えられる。βTSC2KOの膵島では、若齢期から腺房細胞マーカーであるPtf1aが発現しており、高齢期になるとアミラーゼ陽性細胞が多数認められるようになった。Lineage-tracingでは、膵β細胞由来マーカーであるYFPとアミラーゼの共陽性細胞が確認された。以上より、mTORC1活性亢進が膵β細胞の可塑性に影響することで、腺房細胞に分化転換している可能性が考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

2型糖尿病患者では膵β細胞量が減少しているが、その機序についてはまだよくわかっていない。膵β細胞量減少の機序が解明されれば、糖尿病発症・進展を阻止する治療が可能となり、多くの患者にとっても医療経済にとっても大きな改善点であると考えられる。本研究で代表者は、膵β細胞が腺房細胞に分化転換することを明らかにした。この現象はこれまでに報告されておらず、糖尿病の発症・進展予防において大きく寄与する可能性がある。今後、この現象を防ぐ機序についても検討を行い、実臨床への応用を目指したい。

報告書

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

    (8件)

すべて 2023 2022 2021

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 8件)

  • [雑誌論文] l-Asparaginase regulates mTORC1 activity via a TSC2-dependent pathway in pancreatic beta cells2023

    • 著者名/発表者名
      Seike M, Asahara SI, Inoue H, Kudo M, Kanno A, Yokoi A, Suzuki H, Kimura-Koyanagi M, Kido Y, Ogawa W.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 652 ページ: 121-130

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.02.035

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chlorogenic Acid and Caffeine in Coffee Restore Insulin Signaling in Pancreatic Beta Cells2023

    • 著者名/発表者名
      Ihara Y, Asahara SI, Inoue H, Seike M, Ando M, Kabutoya H, Kimura-Koyanagi M, Kido Y.
    • 雑誌名

      Kobe J Med Sci.

      巻: 69

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hepatic FASN deficiency differentially affects nonalcoholic fatty liver disease and diabetes in mouse obesity models2023

    • 著者名/発表者名
      Matsukawa Toshiya、Yagi Takashi、Uchida Tohru、Sakai Mashito、Mitsushima Masaru、Naganuma Takao、Yano Hiroyuki、Inaba Yuka、Inoue Hiroshi、Yanagida Keisuke、Uematsu Masaaki、Nakao Kazuki、Nakao Harumi、Aiba Atsu、Nagashima Yoji、Kubota Tetsuya、Kubota Naoto
    • 雑誌名

      JCI Insight

      巻: 8 号: 17

    • DOI

      10.1172/jci.insight.161282

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regulation of Pancreatic β-Cell Mass by Gene-Environment Interaction2022

    • 著者名/発表者名
      Asahara SI, Inoue H, Kido Y.
    • 雑誌名

      Diabetes Metab J

      巻: 46 号: 1 ページ: 38-48

    • DOI

      10.4093/dmj.2021.0045

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Roles of mTOR in the Regulation of Pancreatic β-Cell Mass and Insulin Secretion2022

    • 著者名/発表者名
      Asahara S, Inoue H, Watanabe H, Kido Y.
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 12 号: 5 ページ: 618-618

    • DOI

      10.3390/biom12050614

    • 関連する報告書
      2021 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] Effect of a Combined Exercise and Cognitive Activity Intervention on Cognitive Function in Community-dwelling Older Adults: A Pilot Randomized Controlled Trial2021

    • 著者名/発表者名
      Murata S, Ono R, Yasuda H, Tanemura R, Kido Y, Kowa H
    • 雑誌名

      Physical Therapy Research

      巻: 24 号: 2 ページ: 112-119

    • DOI

      10.1298/ptr.E10057

    • NAID

      130008076816

    • ISSN
      2189-8448
    • 年月日
      2021-08-20
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Oral administration of D-serine prevents the onset and progression of colitis in mice.2021

    • 著者名/発表者名
      Takehito Asakawa, Michio Onizawa, Chikako Saito, Rie Hikichi, Daiki Yamada, Ai Minamidate, Tomoaki Mochimaru, Shun-ichiro Asahara, Yoshiaki Kido, Shigeru Oshima, Takashi Nagaishi, Kiichiro Tsuchiya, Hiromasa Ohira, Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe.
    • 雑誌名

      Journal of Gastroenterolog.

      巻: 56 号: 8 ページ: 732-745

    • DOI

      10.1007/s00535-021-01792-1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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