糖尿病の遺伝子治療を目指す膵ランゲルハンス島B細胞の分子生物学

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06304034
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 板倉 光夫 徳島大学, 医学部, 教授 (60134227)
• 研究分担者: 菊谷 仁 大阪大学, 細胞生体工学センター, 助教授 (80161412) ; 小島 至 群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (60143492) ; 宮崎 純一 東北大学, 加齢医学研究所・遺伝子導入分野, 教授 (10200156)
• キーワード: 膵ラ島B細胞 / 糖尿病 / 遺伝子治療 / I型糖尿病 / サイトカイン / 自己免疫疾患 / 自己抗原 / リンパ球

研究概要

インスリンを合成分泌する膵ラ島B細胞の代謝状態を規定する因子を分子生物学的な方法で解析し、以下の(1)から(6)の研究成果を得た。(1)膵ラ島B細胞のcDNAのランダムシーケンスと発現解析により得られた約20種類の膵ラ島B細胞特異的なcDNAクローンの内、3種類のクローンの全塩基配列を決定した。(2)免疫抑制性のサイトカインであるIL-10、およびTGF-βを膵ラ島A細胞から発現するトランスジェニックNODマウスを作成した。IL-10は、NODマウスの糖尿病を増悪させた。活性型のTGF-βを発現する2系統のトランスジェニックマウスは現在糖尿病を発症していない。(3)膵ラ島B細胞特異的な5種類のT細胞クローンはNOD scidマウスに移入することで膵島炎を誘導するが、これらの内2種類は、FAS依存性細胞障害性を有し、IFN-γとIL-2を産生する典型的なTh1細胞で、3種類はIFN-γとIL-2に加え、IL-6とIL-10を産生するクローンで、膵ラ島B細胞の破壊にはT細胞の機能的多様性が必要である。T細胞の分化に重要なCD40を欠損するNODマウスは、糖尿病を発症せず、NODマウスの自己反応性T細胞の出現課程にCD40-CD40L相互作用が重要である。(4)ヒトプロインスリン産生細胞にHSV-Tk遺伝子を導入しGanciclovirを投与する安全装置、およびIL-10を導入した膵ラ島B細胞特異的リンパ球を養子移入する糖尿病の遺伝子治療モデルを作成した。(5)培養膵ラ島B細胞であるMIN6細胞にヘキソキナーゼを発現させることにより、インスリン分泌が増加し、グルコキナーゼのアンチセンスmRNAを発現することにより、インスリン分泌が低下するので、グルコキナーゼが血糖値のセンサーとして働いている。(6)アクチビンAがラットの膵原基の内分泌前駆細胞に、TGF-βが膵ラ島B細胞に発現していることを認めた。アクチビンAは、膵ラ島B細胞のATP感受性カリウムチャネルを抑制し、電位依存性カルシウムチャネルを活性化し、インスリン分泌を促進する。また、アクチビンAはベータセルリンと協調して、膵外分泌腺由来のAR42J細胞をインスリン産生細胞に分化させる。

研究成果

• [文献書誌] Tanaka,M.: "Molecular Cloning of a Group of Mouse Pancreatic Islet B Cell and Glucose Concentration-Related Genes by Random cDNA Sequencing. Diabetologia." Diabetologia. 38. 381-386 (1995)
• [文献書誌] Yoshimoto,K.: "Loss of Ganciclovir Sensitivity by Exclusion of Thymidine Kinase Gene from Transplanted Proinsulin-Producing Fibroblasts as a Gene Therapy Model for Diabetes." Gene Therapy. (in press).
• [文献書誌] Ishihara,H.: "Inhibition of Pnacreatic β-cell Glucokinase by Antisense RNA Expression in Transgenic Mice : Mouse Strain Dependent Alteration of Glucose Tolerance." FEBS Letters. 371. 329-332 (1995)
• [文献書誌] Mashima H.: "Betacellulin and Activin A Coordinately Convert Amylase-Secreting AR42J Cells into Insulin-Secreting Cells." J.Clin.Invest.(in press).
• [文献書誌] Shibata,H.: "Two Distinct Signalling Pathways Activated by Activin A in Two Glucose-Responsive Pancreatic β-Cell Lines." J.Mol.Endocrinol.(in press).
• [文献書誌] van Essen: "CD40 Ligand-Transduced Co-Stimulation of T-Cells in the Development of Helper Function." Nature. 378. 620-623 (1995)
• [文献書誌] Itakura,M.: "Diabetes 1994 (Paracrine IL-10 Accelerates Autoimmune Insulitits and Diabetes in Transgenic NOD Mice)" Excerpta Medica, 10 (1995)
• [文献書誌] Itakura,M.: "Lessons From Aminal Diabetes (Immunostimulatory versus Immunosuppressive Roles of IL-10 in Type I Diabetes)" Smith Gordon (in press), (1996)