| 研究課題/領域番号 |
15K08176
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
柴崎 忠雄 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 客員准教授 (00323436)
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| 研究分担者 |
高橋 晴美 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (50546489)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | インクレチン / 糖尿病 / GLP-1 / GIP / 膵β細胞 / 腸管内分泌細胞 / 血糖値 / インスリン |
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| 研究実績の概要 |
インクレチンホルモンであるGIPやGLP-１はグルコースなどの栄養素の摂取により腸管内分泌細胞から分泌され、膵臓β細胞に作用して強力にインスリン分泌を増強する。近年、インクレチン作用を利用して、新規の糖尿病治療薬が開発され、臨床で広く使用されている。インクレチンは血糖制御において極めて重要であるが、栄養素刺激によって惹起されるインクレチン分泌の分子機構はほとんど分かっていない。Rab3エフェクター分子であるNoc2は内分泌細胞、外分泌細胞での開口分泌制御において、鍵となる分子として機能する。本研究ではNoc2によるインクレチン分泌制御の分子機構を明らかにすることで、インクレチン分泌における「刺激分泌連関」の全容解明を目的とする。
具体的には、Noc2欠損マウスに食餌やグルコースを負荷し、血糖値および血清インスリン、血清GIP、GLP-1値を測定することでインクレチンによる血糖制御におけるNoc2の重要性の明らかにする。また、Noc2欠損マウスの腸管内分泌K細胞やL細胞におけるGIP顆粒やGLP-1顆粒の局在を解析するとともに、Noc2との共局在を検討し、Noc2と分泌顆粒の局在の関係を明らかにする。さらに、腸管内分泌細胞株に発現するNoc2をノックダウンした条件下、種々の栄養素によるインクレチン分泌および顆粒動態を解析し、Noc2を中心としたインクレチン顆粒の開口分泌の制御機構を解明する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
Noc2欠損マウスの食餌負荷試験で認められる耐糖能障害の原因を明らかにするため、まず、食餌刺激後の血清GIP値およびGLP-1値を測定したところ、野生型マウスに比べて、有意に低下していた。一方、膵β細胞におけるGIPおよびGLP-1応答性が障害されているかを検討するためにグルコースとGIPあるいはGLP-1を同時負荷した時の耐糖能および血清インスリン値を測定したところ、Noc2欠損マウスと野生型マウスでほとんど差が認められなかった。したがって、腸管内分泌細胞からのGIP分泌とGLP-1分泌が障害されていることが示された。
次に腸管内分泌細胞株に発現する開口分泌関連分子について検討した。具体的には、マウス腸管内分泌細胞株GLUTagにおけるRab3やRab27、さらにはこれらのエフェクター分子の発現量をリアルタイムPCR法を用いて検討した。解析したRab3A、Rab3B、Rab3C、Rab3D、Rab27A、Rab27B、Noc2、Rim1alpha、Rim2alpha、Rabphilin、Granuphilinのうち、Rabタンパク質ではRab3Aが、エフェクター分子ではNoc2が主要な開口分泌関連分子であった。つまり、腸管内分泌細胞からインクレチン分泌にはRab3A/Noc2が重要であることが示唆された。
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| 今後の研究の推進方策 |
１）Noc2欠損マウスの腸管内分泌細胞におけるインクレチン顆粒の局在解析
野生型マウスの膵外分泌腺、耳下腺、胃腺に存在する外分泌細胞の分泌顆粒は管腔側に局在するのに対し、Noc2欠損マウスではこれらの外分泌細胞に存在する分泌顆粒の著しい貯留が認められている。野生型マウスのK細胞やL細胞においてGIP顆粒とGLP-1顆粒はともに血管側に局在するが、Noc2が欠損するとこれらの分泌顆粒の局在がどのような影響を受けるかを検討し、GIP顆粒およびGLP-1顆粒の局在とNoc2の関係を免疫組織学的解析法を用いて明らかにする。
２）Noc2ノックダウン腸管内分泌細胞株におけるインクレチン分泌
腸管内分泌細胞株が栄養素の刺激によってインクレチンを分泌する条件を検討した後に、Noc2をノックダウンした腸管内分泌細胞株でインクレチン分泌が抑制されるかを調べる。また多くの分泌細胞からのホルモン、酵素、神経伝達物質の放出は細胞内シグナルの活性化を経て、細胞膜の脱分極、電位依存性Ca2+チャネルの開口、Ca2+流入によって惹起される。Noc2のノックダウンによってインクレチン分泌が抑制された時、この経路のどのステップが障害されたかを検討するために、細胞膜の脱分極以降のステップを活性化する高濃度K+刺激を行い、Noc2の作用部位が脱分極以前の細胞内シグナルのステップか、あるいは脱分極以降の開口分泌の最終ステップかを明らかにし、刺激と開口分泌の関係を明らかにする。
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