研究課題/領域番号 |
22K11802
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分59040:栄養学および健康科学関連
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研究機関 | 大阪大学 |
研究代表者 |
宮崎 早月 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (60452439)
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研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022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)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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キーワード | 転写因子 / 膵β細胞 / 成熟機構 / ベータ細胞 / インスリン分泌 |
研究開始時の研究の概要 |
膵β細胞はその発生過程において、未成熟な段階から適切なグルコース応答性インスリン分泌を示す段階へと成熟し、そして老化していくことが知られている。本研究課題では、膵β細胞の機能維持や成熟に中心的な役割をもつ転写因子MafAに着目し、成熟前あるいは成熟後にMafAを欠損したβ細胞株を基盤材料として成熟過程において必要な因子を網羅的に解析し、その分子メカニズムを探求する。糖尿病治療を目的としたβ細胞の機能改善やiPS細胞などをもちいたβ細胞の再生医療研究、そして健康寿命を延ばすための薬剤開発に有益な情報となると期待される。
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研究実績の概要 |
Mafa KO-IT6マウスに発生したインスリノーマから樹立したMafa遺伝子欠損β細胞株(Mafa-KO-MIN6細胞)は、MIN6細胞と比較してMafb遺伝子を高発現し、コンパクトに盛り上がったコロニー形態を示した。この細胞株にレンチウイルスベクターをもちいてMafa発現を回復させたrescue細胞を作製した(Mafa-rescue-MIN6細胞)。一方、長期に安定な成熟β細胞株MIN6-CB4を樹立し、この細胞からCRISPR-Cas9システムを用いてMafa遺伝子の両方のアレルを欠損させたβ細胞株(CB4-Mafa-KO細胞)を作製した。さらにMafa発現をレンチウイルスベクターをもちいて回復させたrescue細胞(CB4-Mafa-rescue細胞)を作製した。CB4-Mafa-KO細胞およびCB4-Mafa-rescue細胞をもちいてグルコース応答性インスリン分泌(GSIS)などの解析を進めたところ、KO細胞ではGSISは非常に低下していたが、Mafa発現により、ほぼMIN6-CB4細胞と同程度のGSISに回復した。一方、いくつかのMafa-KO-MIN6細胞株とそのMafa-rescue-MIN6細胞株をもちいてGSISなどの解析を進めたところ、大まかに性質の異なる2群に分類されることが分かってきた。即ち、ほとんどGSISが回復しない群と、グルコース応答性は少し回復するものの高グルコース刺激に対するインスリン分泌量が非常に低い群である。何らかの影響で成熟段階が異なる可能性が考えられた。これらの細胞をもちいてRNA-seqを行い、遺伝子発現の変化を検討し、β細胞の成熟に必要な因子を探索した。
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現在までの達成度 (区分) |
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
7群間(Mafa-KO-MIN6細胞(2クローン)、Mafa-rescue-MIN6細胞(2クローン)、MIN6-CB4細胞、CB4-Mafa-KO細胞、CB4-Mafa-rescue細胞)における遺伝子発現変化を解析し、β細胞の機能や成熟に関与すると推測される遺伝子・因子について順調に検討を進めている。
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今後の研究の推進方策 |
MIN6細胞をdoxorubicinやH2O2で刺激すると、ストレスによって細胞の老化が誘導されSASP (Senescence-Associated Secretory Phenotype)が引き起こされることから、この方法にてCB4-Mafa-KO細胞の老化を誘導する。これまで解析してきたMafa-KO-MIN6細胞(2クローン)、Mafa-rescue-MIN6細胞(2クローン)、MIN6-CB4細胞、CB4-Mafa-KO細胞、CB4-Mafa-rescue細胞、さらには老化を誘導したCB4-Mafa-KO細胞を加えて、8群間におけるRNA-seq解析を行い、遺伝子発現の変化を総合的に検討する。これらの情報をもとにMafa遺伝子によって制御されるβ細胞の成熟や老化に関与すると推測される候補遺伝子・因子をリストアップし、それらのインスリン分泌能などへの影響を検討する。
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