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2019 年度 実施状況報告書

成熟膵β細胞で特異的に発現が抑制されている遺伝子の解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K09843
研究機関国際医療福祉大学

研究代表者

西村 渉  国際医療福祉大学, 医学部, 教授 (00334433)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード発生・分化 / 遺伝子 / 糖尿病 / 発現制御 / 老化
研究実績の概要

インスリンを分泌する膵β細胞の機能障害は、糖尿病の原因となる。本研究で我々は、成熟膵β細胞で通常抑制されている遺伝子の発現増強が、糖尿病における膵β細胞機能障害のメカニズムに関与する可能性について検討している。前年度までに我々は、(1) 4週齢の未熟な膵島と8週齢の成熟膵島について、また(2) 糖尿病モデルマウスdb/dbと対照のdb/mマウスの膵島について、さらに(3) 成熟β細胞のマーカー遺伝子であるMafa陽性細胞が蛍光を発するBACレポーターマウスの膵島のフローサイトメトリーにより分離したMafa陽性7-AAD陰性の成熟β細胞群とMafa陰性7-AAD陰性の膵島細胞群について、それぞれ網羅的に遺伝子発現解析施行した。その結果、成熟膵β細胞ではそれ以外の細胞に比べて、遺伝子発現がゲノムワイドに抑制されている事が明らかになった。成熟膵β細胞で有意に16倍以上発現が抑制されている分子群のうち、db/dbマウス膵島での発現は70%が有意に増強し、6%が有意に減弱していた。また、8週齢の成熟膵島で有意に2倍以上発現が抑制されている分子群のうち、db/dbマウス膵島での発現は67%が有意に増強し、1%が有意に減弱していた。また(1)~(3)のデータより、『成熟膵β細胞で発現が抑制され、糖尿病の膵島で発現が増強する』傾向が特に強い遺伝子群を抽出して解析したところ、60%が細胞外で何らかの機能を持っており、一方既知のbeta-cell disallowed geneは2%であった。逆に、成熟β細胞で有意に16倍以上発現が増強している分子群のうち、db/dbマウス膵島での発現は7.5%が有意に増強し、87.5%が有意に減弱しており、これらには既知の膵β細胞機能に重要な分子が多く含まれていたが、その64%は膵β細胞における機能が未知であった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究計画では、遺伝子を改変した実験動物を使用する必要があるが、研究施設の変更に伴う動物実験施設への実験動物の搬入時に、依頼した凍結精子からの個体産生によるマウスのSPF化が遅れ、納期が遅延し、研究遂行に想定以上の時間を要したことが、主な理由である。実験動物は2019年11月に無事搬入され、現在繁殖中である。

今後の研究の推進方策

今後は、MafAレポーターマウスの膵島や、通常ならびに糖尿病モデルの膵β細胞株INS細胞を用いて構築した機能アッセイ系により、上記の成熟β細胞で発現が減弱している分子について機能解析を進め、これら分子が膵β細胞障害のメカニズムにどのように関与し、膵β細胞障害の病態を反映するバイオマーカーとなり得るかについて明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

本研究計画では、遺伝子を改変した実験動物を使用する必要がある。しかし研究施設の変更に伴う動物実験施設への実験動物の搬入時に、依頼した凍結精子からの個体産生によるマウスのSPF化が遅れ、納期が遅延し、研究遂行に想定以上の時間を要したことで、補助事業期間を延長した事が、次年度使用額が生じた理由である。実験動物は2019年11月に無事搬入され、現在繁殖中である。当該助成金は、これら動物や細胞株を用いた解析に使用される。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Characterization of taste receptor-related G-protein α-gustducin in pancreatic β-cells.2020

    • 著者名/発表者名
      Udagawa H, Hiramoto M, Kawaguchi M, Uebanso T, Ohara-Imaizumi M, Nammo T, Nishimura W, Yasuda K.
    • 雑誌名

      J Diabetes Investig.

      巻: In press. ページ: .

    • DOI

      DOI: 10.1111/jdi.13214

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 膵β細胞の脱分化: 糖尿病における新しい膵β細胞障害メカニズム.2019

    • 著者名/発表者名
      西村 渉, ムンフトヤ・トゥムルフー.
    • 雑誌名

      Medical Science Digest.

      巻: 45 ページ: 889-891

  • [学会発表] Visualizing promoter activity of β-cell master genes in mice.2019

    • 著者名/発表者名
      Nishimura W, Sakaue-Sawano A, Takahashi S, Miyawaki A, Yasuda K, Noda Y.
    • 学会等名
      The 11th Scientific Meeting of the Asian Association for the Studay of Diabetes.
    • 国際学会
  • [学会発表] 内臓脂肪組織の酸化ストレス防御機構に対する転写因子Gata5の機能解析.2019

    • 著者名/発表者名
      宇田川陽秀, 舟橋伸昭, 南茂隆生, 平本正樹, 西村 渉, 関 洋介, 笠間和典, 安田和基.
    • 学会等名
      第62回糖尿病学会年次学術集会.
  • [学会発表] Wolfram症候群をモデルとした細胞内ストレスによる膵β細胞可塑性制御の解明.2019

    • 著者名/発表者名
      椎木幾久子, 田部勝也, 西村 渉, 幡中雅行, 佐藤 彦, 駒津光久, 増谷 弘, 谷澤幸生.
    • 学会等名
      第62回糖尿病学会年次学術集会.
  • [学会発表] 自然発症糖尿病モデルマウスにおいて環境因子が膵島エピゲノムに及ぼす影響の網羅的検討.2019

    • 著者名/発表者名
      南茂隆生, 宇田川陽秀, 舟橋伸昭, 川口美穂, 上番増喬, 平本正樹, 西村 渉, 安田和基.
    • 学会等名
      第62回糖尿病学会年次学術集会.
  • [学会発表] Transcription factor Mafa is involved in plasticity of pancreatic beta-cells.2019

    • 著者名/発表者名
      西村 渉, Tumurkhuu M.
    • 学会等名
      第62回糖尿病学会年次学術集会.
    • 招待講演
  • [学会発表] Pancreatic β cell plasticity as a mechanism of β cell failure caused by Wfs1 deficiency.2019

    • 著者名/発表者名
      田部勝也, 椎木幾久子, 幡中雅行, 西村 渉, 増谷 弘, 谷澤幸生.
    • 学会等名
      第62回糖尿病学会年次学術集会.
    • 招待講演
  • [学会発表] 膵細胞特異的に抑制されている遺伝子の解析から糖尿病発症のメカニズムに迫る.2019

    • 著者名/発表者名
      西村 渉.
    • 学会等名
      埼玉医科大学卒後教育委員会講演学術集会特別講演.
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of confinement stress on mammalian behavior.2019

    • 著者名/発表者名
      Nishimura W, Takayanagi Y, Tumurkhuu M, Zhou R, Miki H, Onaka T, Noda Y.
    • 学会等名
      第8回国際医療福祉大学学会.
  • [学会発表] 転写因子MafA陽性膵島細胞における遺伝子発現の網羅的解析.2019

    • 著者名/発表者名
      西村 渉、Tumurkhuu M、村谷匡文、安田和基、野田泰子.
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会.
  • [学会発表] Gata5はグルタチオン-S-トランスフェラーゼの発現を増強させ内臓脂肪の酸化ストレスを調節する.2019

    • 著者名/発表者名
      宇田川陽秀, 舟橋伸昭, 南茂隆生, 平本正樹, 西村 渉, 植木浩二郎, 安田和基.
    • 学会等名
      第40回日本肥満学会.
  • [学会発表] β細胞の可塑性と糖尿病.2019

    • 著者名/発表者名
      西村 渉.
    • 学会等名
      一般社団法人臨床糖尿病支援ネットワーク第66回例会特別講演.
    • 招待講演
  • [学会発表] Transcriptome analysis in diabetic pancreatic islets.2019

    • 著者名/発表者名
      Tumurkhuu M, Nishimura W.
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会.
  • [学会発表] Gata5はグルタチオン-S-トランスフェラーゼの発現を増強させ内臓脂肪の酸化ストレスを調節する.2019

    • 著者名/発表者名
      宇田川陽秀, 舟橋伸昭, 南茂隆生, 平本正樹, 西村 渉, 植木浩二郎, 安田和基.
    • 学会等名
      第34回日本糖尿病・肥満動物学会.
  • [備考] 国際医療福祉大学医学部 分子生物学 webページ

    • URL

      https://www.iuhw.org

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公開日: 2021-01-27  

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