アデノウイルスベクターを用いた糖代謝機構の解明と糖尿病治療法の開発

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09357009
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 岡 芳知 山口大学, 医学部, 教授 (70175256)
• 研究分担者: 犬飼 浩一 東京大学, 医学部・附属病院, 医員(臨床) ; 片桐 秀樹 東京大学, 医学部・附属病院, 医員(臨床) ; 江本 政広 山口大学, 医学部附属病院, 助手 (50294640) ; 井上 寛 山口大学, 医学部附属病院, 助手 (20294639) ; 谷澤 幸生 山口大学, 医学部附属病院, 講師 (00217142)
• キーワード: 糖尿病 / アデノウイルスベクター / インスリン分泌 / 膵β細胞 / 遺伝子導入 / 遺伝子治療 / GKラット / グリセロリン酸シャトル

研究概要

わが国の糖尿病の95%以上を占めるインスリン非依存型糖尿病では、インスリン分泌異常とインスリン抵抗性が認められる。これは糖尿病モデル動物であるGKラットでも同様である。ことに病初期ではグルコースに対するインスリン分泌が選択的に低下しており、これは膵β細胞の糖代謝をインスリン分泌に結び付ける、グリセロールリン酸シャトルの障害による可能性が示唆されていた。そこで、アデノウイルスベクターによる遺伝子導入発現システムを用いて、この分子機構の解明、さらに治療に取り組んだ。
GKラットから単離膵ラ氏島を得て検討すると、グルコースに対するインスリン分泌が著明に低下しており、同時にグリセロールリン酸シャトルの律速酵素であるミトコンドリア・FAD-グリセロールリン酸デヒドロゲナーゼ(mGPDH)の蛋白量も対照のWistarラットの79%に低下していた.そこで、アデノウイルスベクターによりmGPDHをGKラット単離膵ラ氏島に発現させたところ、この酵素活性は2倍、酵素蛋白量は6倍に増加し、対照ラット膵ラ氏島でのレベルを上回った。しかし、グルコースによるインスリン分泌の障害は回復せず、mGPDH活性の低下がGKラットのインスリン分泌障害の一義的な原因ではないと結論された。
以上のように、mGPDH遺伝子導入・発現ではGKラットの糖尿病の治療は達成できなかった。しかし、膵β細胞や肝細胞では、アデノウイルスベクターによる遺伝子導入・発現効率が非常に良いことが見出され、この遺伝子導入発現システムが、糖尿病の分子機構の解明、さらには治療への有力な手段となることが確認された。

研究成果

• [文献書誌] Ueda K,et al.: "Overexpression of mitochondrial FAD-linked glycerol-3-phosphate dehydrogenase does not correct glucose-stimulated insulin secretion from diabetic GK rat pancreatic islets." Diabetologia. 41. 649-653 (1998)
• [文献書誌] Nakazaki M,et al.: "Repetitive mitochondrial Ca^<2+> signals synchronize with cytosolic Ca^<2+> oscillations in the pancreatic beta-cell line,MIN6." Diabetologia. 41. 279-286 (1998)
• [文献書誌] Inoue H,et al.: "Isolation of full leng cDNA of mouse PAX4 gene and identification of its human homologue." Biochem Biophys Res Commun. 243. 628-633 (1998)
• [文献書誌] Ohta Y,et al.: "Identification snd functional analysis of SUR1 variants in Japanese with non-insulin-dependent diabetes mellitus." Diabetes. 47. 476-481 (1998)
• [文献書誌] Ishihara H,et al.: "Type I Phosphatidylinositol-4-phosphate 5-Kinases.Cloning of the third isoform and deletion/substitution analysis of members of this novel lipid kinase family." J Biol Chem. 273. 8741-8748 (1998)
• [文献書誌] Inoue H,et al.: "A gene encoding a transmembrane protein is mutated in patients with diabetes mellitus and optic atrophy(Wolfram syndrome)." Nature Genetics. 20. 143-148 (1998)
• [文献書誌] 井上康: "「肝の糖質代謝」肝臓病学" 医学書院, 15-22 (1998)
• [文献書誌] 松谷朗: "「チロシンキナーゼ、セリン/スレオニンキナーゼと情報伝達」肝臓病学" 医学書院, 314-319 (1998)