ヒトVIP遺伝子導入による糖尿病抵抗性トランスジェニックマウスの作製とその解析

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06770099
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 加藤 一郎 東北大学, 医学部, 助手 (50250741)
• キーワード: VIP / VIP遺伝子 / PHM-27 / トランスジェニックマウス / 膵β細胞 / インスリン / グルコース / 糖負荷試験

研究概要

Vasoactive Intestinal Peptide(VIP)は当初腸管より単離されたが膵臓の神経にも存在し、インスリン分泌を促進する神経伝達物質として膵ランゲルハンス島細胞の機能を制御する可能性が示唆されてきた。今回、ヒトVIP遺伝子を膵β細胞において過剰発現させたトランスジェニックマウスを作製しその血糖・インスリン分泌に対する影響を明らかにすることを目的として以下の実験を行なった。
1.ラットインスリンプロモーターの下流に、ヒトVIP遺伝子を連結したDNA断片(11.7Kb)をマウス受精卵に顕微注入しトランスジェニックマウスを作製した。
2.サザン法、ノーザン法により導入遺伝子のコピー数、組織特異的発現を確認した。
3.免疫染色にて膵ランゲルハンス島β細胞特異的なVIPおよびPHM-27両蛋白の発現を確認した。
4.トランスジェニックマウス膵ランゲルハンス島からVIPが分泌されることをRIAにより確認した。
5.摂食時の血糖値は、トランスジェニックマウスはコントロールマウスに比較して有意に低下していた。
6.グルコース腹腔内投与による糖負荷試験を行なうと、トランスジェニックマウスの血糖値はコントロールマウスに比較して30-120分値において有意に低値を示した。
7.グルコース投与15分後の血中インスリンはトランスジェニックにおいて約2.8倍に上昇していた。
以上、ヒトVIP遺伝子導入トランスジェニックマウスにおいて、膵β細胞で産生されたVIPおよびPHM-27がオートクライン機構により膵β細胞自身に作用しグルコース刺激に対応したインスリン分泌を促進して血糖低下、耐糖能改善をもたらすことが明らかになった。国内外を通じてヒトVIP遺伝子を膵β細胞で過剰発現させた報告は本研究が初めてである。本マウスでの解析結果は糖尿病膵ランゲルハンス島細胞へのヒトVIP遺伝子導入による糖尿病遺伝子治療の可能性を同時に示唆する。

研究成果

• [文献書誌] Ichiro Kato: "Transgenic Mice Overexpressing Human Vasoactive Intestinal Peptide Gene in Pancreatic β Cells.Evidence for Improved Glucose Tolerance and enhanced insulin secretion by VIP and PHM-27 in vivo." J.Biol.Chem.269. 21223-21228 (1994)
• [文献書誌] Ichiro Kato: "Enhanced Insulin Secretion and Improved Glucose Tolerance in Transgenic Mice Overexpressing Human VIP/PHM-27 Gene in Pancreatic Beta Cells" 15th International Diabetes Federation Congress,Abs.313 (1994)
• [文献書誌] Atsuya Akabane: "Inhibition by Nicotinamide of Cytokine-Induced Nitric Oxide Synthase Expression in Pancreatic Islets" 15th International Diabetes Federation Congress,Abs.97 (1994)
• [文献書誌] 加藤一郎: "膵ランゲルハンス島β細胞でヒトVIP遺伝子を過剰発現するトランスジェニックマウスの作製と導入遺伝子による血糖降下作用." 分子糖尿病. 5. 73-80 (1994)
• [文献書誌] 加藤一郎: "ヒトサイクリックADPリボース合成・分解酵素(CD38)遺伝子を膵ラ島β細胞内で過剰発現するトランスジェニックマウスの作製とその解析" 生化学. 66. 835 (1994)
• [文献書誌] 加藤一郎: "ヒトVIP遺伝子導入トランスジェニックマウスにおける血糖降下と耐糖能改善" 糖尿病. 37. 225 (1994)
• [文献書誌] 加藤一郎: "現代化学;酵素研究の新展開(ペプチドC末端アミド化酵素-ペプチジルグリシンモノオキシゲナーゼとリアーゼ)" 東京化学同人(印刷中), (1995)