糖毒性に伴うインスリン生合成低下の責任転写因子同定と病態生理学的意義の検討

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10671071
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 梶本 佳孝 大阪大学, 医学部, 助手 (60301256)
• 研究分担者: 松久 宗英 大阪大学, 医学部・附属病院, 医員 ; 山崎 義光 大阪大学, 医学部, 助手 (40201834)
• キーワード: インスリン非依存型糖尿病 / 転写因子 / ブドウ糖毒性 / 抗酸化剤 / インスリン遺伝子 / 転写因子

研究概要

本研究は、慢性高血糖に際し認められるglucose toxicityをターゲットとしたNIDDMの新しい予防法・治療法の開発に繋がる手掛かりを得るため、インスリン生合成低下の背景に存在する分子機構の解明を目指している。
PDX-1に続いて、やはりインスリン遺伝子転写に関わるNeuroD/Beta2およびPax-6に関してAntisense oligonucleotide法による抑制を試みた。PDX-1を抑制する際に行ったように翻訳開始部位を含むmRNAの領域に相補的に結合する(antisense)phosphorothioate oligouncleotide(ODN)を作製しlipofection法を用いてMIN6細胞に導入した。しかしながら、PDX-1の際と異なり、NeuroDおよびPax-6の発現抑制が認められなかった。併せて、Somatic knochout法による抑制を試みたが、準備実験の段階で、長期培養のために細胞特性が(knockoutと無関係に)spontaneousに変化してしまうことが明らかとなり、実験系として不適当と考えられた。そこで、方針を若干変更して、in vivoにおける抗酸化剤投与が糖尿病発症に及ぼす影響を評価し、その際に期待されるインスリン生合成改善とともに活性の改善する転写因子を検索することで当初の目的を達成せんと試みた。
即ち、肥満NIDDMモデルであるC57BL/KsJ-db/dbマウスに抗酸化剤(N-acetyl-L-systeine、vitamin C、vitamin E)を餌に混ぜて6週齢より投与し、耐糖能や膵β細胞機能の変化を評価した(A群:コントロール、B群:2.5%N-acetyl-L-cysteine含有、C群:0.5%vitamin C+0.5% vitamin E含有、D群:2.5%N-acetyl-L-systeine+0.5% vitamin C+0.5% vitamin E含有)。
16週齢において腹腔内グルコース負荷試験(1g/kgグルコース)を施行した結果、A群に比してB群において耐糖能の改善及びグルコース応答性インスリン分泌の改善を認め、D群においてはさらに改善を認めた。C群はA群に比して改善を認めなかった。一方、コントロールマウスであるC57BL/KsJマウスに抗酸化剤を投与しても耐糖能の改善は認められなかった。このような結果から、C57BL/KsJ/db/dbマウスにおいて認められた抗酸化剤の効果は高血糖とリンクして発揮されたものであることが示唆された。加えて、16週齢においてインスリン抗体を用いて免役組織染色を施行した結果、A群に比しD群では膵島massが有意に多く、また、インスリンの脱螺粒の程度が低いことが認められた。また、D群で膵におけるインスリン含量も有意に高かった。従って、高酸化剤が、慢性の高血糖によって生じるβ細胞数の減少、およびインスリン合成能の低下を軽減したものと考えられた。現在、PDX-1、NeuroD、Pax6などの転写因子活性を検討中である。

研究成果

• [文献書誌] Kajimoto Y,et al: "AP-1-Like Motif as a Key to Understanding the Insulin-Like Growth Factor I(IGF-I) Gene Regulation." Endocrine Journal. 45・1. 1-12 (1998)
• [文献書誌] Kajimoto Y,et al: "Suppression of transcription factor PDX-1/IPF1/IDX-1 causes no decrease in insulin mRNA in MIN6 cells." J Clin.Invest.100・7. 1840-1846 (1997)
• [文献書誌] Matsuoka T,et al: "Glycation-dependent,reactive oxygen species-mediated Suppression of the insulin gene promoter activity in HIT cells." J.Clin.Invest.99・1. 144-150 (1997)
• [文献書誌] Kaneto H,et al: "Expression of HB-EGF-like during pancreas development:apotential role of PDX-1 in the transcriptional activation." J.Biol.Chem.272・46. 29137-29143 (1997)
• [文献書誌] Kubota M,et al: "Augmentation of hepatic glucose uptake by a positive glucose gradient between hepatpportal and central nervous systems." Diabetes. 46. 1101-1105 (1997)
• [文献書誌] Imano E,et al: "Pioglitazone-reduced insulin resistance in patient with werner syndrome." The Lancet. 350. 1365- (1997)