神経シグナルによる膵β細胞増殖機構における血管系の関与の検討

• 研究領域: 血管ー神経ワイヤリングにおける相互依存性の成立機構
• 研究課題/領域番号: 23122502
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 今井 淳太 東北大学, 大学病院, 講師 (80431500)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円); 2012年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2011年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
• キーワード: 糖尿病 / 膵β細胞 / 臓器間ネットワーク / インスリン / 自律神経 / 臓器間連関

研究実績の概要

１.単離膵島に対する迷走神経由来因子の直接効果の検討：膵迷走神経由来因子を作用させることにより膵β細胞増殖が亢進することを見出した。
２.肝膵島臓器間連関を活性化したマウスの膵島における解析：肝膵島臓器間連関経路を活性化させたマウスの膵島を用いてマイクロアレイ解析を行い、パスウェイ解析やgene ontology解析などを進めた結果、本連関機構における膵β細胞増殖において重要な働きを示す転写因子を同定した。
３.同定した神経由来因子による膵β細胞増殖、膵島内血管に及ぼす影響についての解析：神経由来因子を作用させた膵島を用いてマイクロアレイ解析を行い、パスウェイ解析やgene ontology解析を進めた結果、これらの因子の刺激により、膵島細胞において増殖につながる転写因子やその下流にある細胞周期関連蛋白の発現増加を見出した。
また、patterning of blood vesselに関する遺伝子群が有意に変動していることを見出し、本連関経路の活性化による膵β細胞の増殖に、膵島内血管系の変化が関与していることをうかがわせる結果と考えている。
４.迷走神経の直接刺激による効果の検討：我々が独自に開発した電気刺激装置をラットの迷走神経に装着して数週間程度刺激を行い、膵β細胞の変化を検討した。実際にこの方法で迷走神経を刺激した際に心拍数の低下が認められ、迷走神経活動が亢進していることが示された。予備的ではあるが、この方法によりラットの膵インスリン含量が増加する傾向を認めた。そこで、刺激部位、電位、刺激回数などについて、最大の膵β細胞増殖効果が得られる最適条件を検討しているところである。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Chronic mild stress alters circadian expressions of molecular clock genes in the liver (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K, Yamada T, Tsukita S, Kaneko K, Shirai Y, Munakata Y, Ishigaki Y, Imai J et al.
  • 雑誌名: Am J Physiol Endocrinol Metab 巻: 304
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hepatic glucokinase modulates obesity predisposition by regulating BAT thermogenesis via neural signals (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsukita S, Yamada T, Uno K, Takahashi K, Kaneko K, Ishigaki Y, Imai J et al.
  • 雑誌名: Cell Metab 巻: 16 ページ: 825-832
  • 査読あり
• [雑誌論文] A case of slowly progressive type 1 diabetes with insulin independence maintained for 10 years with alpha-glucosidase inhibitor monotherapy. (2012)
  • 著者名/発表者名: Munakata Y, Yamada T, Takahashi K, Tsukita S, Sawada S, Imai J et al.
  • 雑誌名: Intern Med 巻: 51 ページ: 3391-3394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of pancreatic beta-cells by inter-organ networks (2012)
  • 著者名/発表者名: Imai J, Katagiri H
  • 雑誌名: Nihon Rinsho 巻: 70 ページ: 109-112
  • NAID: 40019323633
• [雑誌論文] Importance of endothelial NF-κB signaling in vascular remodeling and aortic aneurysm formation (2012)
  • 著者名/発表者名: Saito T, Hasegawa Y, Ishigaki Y, Yamada T, Gao J, Imai J, Uno K, Kaneko K, Ogihara T, Shimosawa T, Asano T, Fujita T, Oka Y, Katagiri H.
  • 雑誌名: Cardiovascular Research 巻: 97(1) 号: 1 ページ: 106-114
  • DOI: 10.1093/cvr/cvs298
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blockade of the NF-kappaB Pathway in the EndotheliumPrevents Insulin Resistance and Prolongs Lifespans (2012)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa Y, Saito T, Ogihara T, Ishigaki Y, Yamada T, Imai J, Uno K, Gao J, Kaneko K, Shimosawa T, Asano T, Fujita T, Oka Y, Katagiri H
  • 雑誌名: Circulation 巻: 125 ページ: 1122-1133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hepatic peroxisome proliferator-activated receptor-{gamma}-fat-specific protein 27 pathway contributes to obesity-related hypertension via afferent vagal signals (2012)
  • 著者名/発表者名: Uno K, Yamada T, Ishigaki Y, Imai J, Hasegawa Y, Gao J, Kaneko K, Matsusue K, Yamazaki T, Oka Y, Katagiri H
  • 雑誌名: European Heart Journal 巻: 33 ページ: 1279-1289
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of endoplasmic stress protein C/EBP homologous protein in arteriosclerosis acceleration with augmented biological stress responses (2011)
  • 著者名/発表者名: Gao J, Ishigaki Y, Yamada T, Kondo K, Yamaguchi S, Imai J, Uno K, Hasegawa Y, Sawada S, Ishihara H, Oyadomari S, Mori M, Oka Y, Katagiri H
  • 雑誌名: Circulation 巻: 124 ページ: 830-839
  • 査読あり
• [学会発表] Regulation of pancreatic beta-cells by Inter-organ Networks (2012)
  • 著者名/発表者名: Junta Imai
  • 学会等名: 第4回アジア糖尿病学会・第9回国際糖尿病連合西太平洋総会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-11-24
  • 招待講演
• [学会発表] 臓器間ネットワークによる膵β細胞制御機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 今井 淳太
  • 学会等名: 第85回日本内分泌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-04-19
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of pancreatic beta-cells by Inter-organ networks (2011)
  • 著者名/発表者名: Junta Imai
  • 学会等名: Workshop "Programming Beta Cell Development, Impairment and Regeneration"
  • 発表場所: デンマーク、ヘルシンガー
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] Regulation of pancreatic beta-cells by neuronal signal (2011)
  • 著者名/発表者名: Junta Imai
  • 学会等名: Strategic Japanese-Danish Cooperative Program on Molecular Diabetology
  • 発表場所: デンマーク、コペンハーゲン
  • 年月日: 2011-10-21
• [学会発表] Regulation of Insulin Secretion by Inter-Organ Communications (2011)
  • 著者名/発表者名: Junta Imai
  • 学会等名: 第54回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-05-19
• [図書] 再生医療叢書5 (2012)
  • 著者名/発表者名: 今井淳太
  • 出版者: 朝倉書店