抗動脈硬化薬の開発に向けた選択的インスリン抵抗性メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 22K08640
• 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: 公益財団法人朝日生命成人病研究所
• 研究代表者: 窪田 哲也 公益財団法人朝日生命成人病研究所, その他部局等, 教授(移行) (60385698)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: インスリン抵抗性 / 血管内皮細胞 / インスリンシグナル

研究開始時の研究の概要

肥満・2型糖尿病の血管内皮細胞では、「血管内皮細胞の選択的インスリン抵抗性」が惹起されるが、その詳細なメカニズムは不明である。そこで本研究では、第一に高インスリン血症がどのように血管内皮細胞のIRS-2の発現を調節しているのか、またそれによって「血管内皮細胞の選択的インスリン抵抗性」を発症するのかどうか検討する。第二に血管内皮細胞でIRS-2が低下すると、本当に動脈硬化症を発症するのかどうかについて血管内皮細胞特異的IRS-2欠損マウスを作成し、粥状動脈硬化とそのメカニズムについて検討し、最終的には動脈硬化発症の新規治療薬開発への足がかりとなることを目指す。

研究実績の概要

肥満・2型糖尿病の血管内皮細胞では、インスリンによるeNOSの活性化経路だけが障害されるという「血管内皮細胞の選択的インスリン抵抗性」が惹起され、その結果動脈硬化症を発症すると考えられているが、その詳細なメカニズムは不明である。我々は全身のIRS-2欠損マウスの研究からIRS-2が動脈硬化抑制に働くこと、肥満・2型糖尿病で上昇が認められる高インスリン血症状態にマウス血管内皮細胞をさらすとIRS-2の発現が低下することを見出した。そこで本研究では、第一に高インスリン血症がどのように血管内皮細胞のIRS-2の発現を調節しているのか、またそれによって「血管内皮細胞の選択的インスリン抵抗性」を発症するのかどうか検討する。第二に血管内皮細胞でIRS-2が低下すると、本当に動脈硬化症を発症するのかどうかについて血管内皮細胞特異的IRS-2欠損マウスを作成し、粥状動脈硬化とそのメカニズムについて検討し、最終的には動脈硬化発症の新規治療薬開発への足がかりとなることを目指す。本年度は血管内皮細胞特異的IRS-2欠損マウスとApoE欠損マウスを掛け合わせ、血管内皮細胞特異的IRS-2/ApoEダブル欠損マウスを作成し、高コレステロール食を投与したところ、体重やコレステロール値などはコントロール群と変化がなかったが、血管内皮細胞特異的IRS-2/ApoEダブル欠損マウスでは大動脈弁輪部と大動脈において粥状動脈硬化が有意に亢進していることが明らかとなった。また血管内皮細胞特異的IRS-2/ApoEダブル欠損マウスでは炎症性サイトカインが有意に亢進しており、これが粥状動脈硬化促進に働いている可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

血管内皮細胞特異的IRS-2欠損マウスとApoE欠損マウスを掛け合わせ、血管内皮細胞特異的IRS-2/ApoEダブル欠損マウスを作成し、高コレステロール食を投与したところ、血管内皮細胞特異的IRS-2/ApoEダブル欠損マウスでは粥状動脈硬化が有意に亢進していることを明らかにすることが出来た。

今後の研究の推進方策

血管内皮細胞特異的IRS-2/ApoEダブル欠損マウスでは、どうして粥状動脈硬化が亢進するのかについて、そのメカニズムの解明を行っていく。具体的には血管内皮細胞特異的IRS-2/ApoEダブル欠損マウスは、リスク ファクターについて検討するとともに、血管内皮細胞特異的IRS-2欠損マウスを作製する際に用いたTie2-Creマウスは血管内皮細胞のみならず、動脈硬化形成に重要なマクロファージに 分化誘導する骨髄細胞でも発現しているため、真に血管内皮細胞によるものかは不明である。そこで血管内皮細胞特異的IRS-2/ApoEダブル欠損マウスに骨髄照射 を行い、GFPトランスジェニックマウスの骨髄を移植して、高コレステロール食負荷後の粥状動脈硬化病変について検討する。次に粥状動脈硬化発症のメカニズ ムを明らかにするために、血管内皮機能、マクロファージの接着などを測定するとともに、粥腫部分のMAC-2免疫染色などにより構成細胞 成分や構成脂質成分を検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Association of insulin treatment with gastric residue during an esophagogastroduodenoscopy. (2022)
  • 著者名/発表者名: Kobori T, Onishi Y, Iwamoto M, Kubota T, Kikuchi T, Tahara T, Takao T, Fujiwara H, Yoshida Y, Kasuga M.
  • 雑誌名: J Diabetes Investig 巻: 13 号: 3 ページ: 501-504
  • DOI: 10.1111/jdi.13665
  • 査読あり
• [雑誌論文] The sodium‐glucose co‐transporter 2 inhibitor tofogliflozin suppresses atherosclerosis through glucose lowering in ApoE‐deficient mice with streptozotocin‐induced diabetes (2022)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto Masahiko、Kubota Tetsuya、Sakurai Yoshitaka、Wada Nobuhiro、Shioda Seiji、Yamauchi Toshimasa、Kadowaki Takashi、Kubota Naoto
  • 雑誌名: Pharmacology Research & Perspectives 巻: 10 号: 4
  • DOI: 10.1002/prp2.971
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Substitution of telemedicine for clinic visit during the COVID-19 pandemic of 2020: Comparison of telemedicine and clinic visit. (2022)
  • 著者名/発表者名: Onishi Y, Ichihashi R, Yoshida Y, Tahara T, Kikuchi T, Kobori T, Kubota T, Iwamoto M, Hamano S, Kasuga M
  • 雑誌名: J Diabetes Investig 巻: 13 号: 9 ページ: 1617-1625
  • DOI: 10.1111/jdi.13826
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dietary Vitamin B1 Intake Influences Gut Microbial Community and the Consequent Production of Short-Chain Fatty Acids (2022)
  • 著者名/発表者名: Park J, Hosomi K, Kawashima H, Chen YA, Mohsen A, Ohno H, Konishi K, Tanisawa K, Kifushi M, Kogawa M, Takeyama H, Murakami H, Kubota T, Miyachi M, Kunisawa J, Mizuguchi K.
  • 雑誌名: Nutrients 巻: 14 号: 10 ページ: 2078-2078
  • DOI: 10.3390/nu14102078
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Metabolic differences and differentially expressed genes between C57BL/6J and C57BL/6N mice substrains (2022)
  • 著者名/発表者名: Nemoto S, Kubota T, Ohno H
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 17 号: 12 ページ: e0271651-e0271651
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0271651
  • 査読あり