| 研究課題/領域番号 |
19K08994
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
小林 雅樹 群馬大学, 生体調節研究所, 講師 (80373041)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | グルカゴン / 糖尿病 / アミノ酸 |
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| 研究実績の概要 |
糖尿病においては食後に認められるグルカゴン過剰分泌も食後高血糖の増悪に関わると考
えられる。申請者らは糖尿病におけるグルカゴン分泌変化についての検証を行った結果、糖尿病により分岐鎖アミノ酸(BCAA)に対する膵α細胞のグルカゴン分泌応答が障害されている可能性を見出だした。糖尿病モデルマウスの単離ランゲルハンス島に対するBCAA刺激により、グルカゴン分泌が増加した。この時、BCAAの主要輸送体であるL型アミノ酸輸送体の阻害剤や、BCAA代謝抑制因子の阻害剤を同時に添加すると、BCAAによるグルカゴン分泌は抑制された。さらに、糖尿病モデルマウスのランゲルハンス島ではBCAA代謝酵素BCAT2の発現が低下し、逆にBCAA代謝抑制酵素BCKDKの発現は増加していることを確認した。これらの結果より、BCAAは直接膵α細胞に作用し、糖尿病においては膵α細胞のBCAA代謝異常がグルカゴン過剰分泌に関連している可能性が示唆された。糖尿病病態におけるBCAA代謝異常は肝臓と脂肪細胞では報告されていることから、膵α細胞においても同様の機能異常がグルカゴン過剰分泌の原因と考えられた。
本研究課題では、糖尿病によりアミノ酸応答性のグルカゴン分泌が障害されるメカニズムを細胞レベルで明らかにするため、温度感受性突然変異SV40ラージT抗原(tsSV40T) 遺伝子を
導入したラットのランゲルハンス島より、培養温度の変化によるtsSV40T作用の制御を通じて細胞の増殖と分化を制御することが出来る、新しい膵α細胞株の樹立を目指している。培養中の膵島細胞においてtsSV40Tの発現を確認することが出来たが、有意な膵島細胞の増殖確認には至っていない。
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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
糖尿病マウスの単離ランゲルハンス島におけるアミノ酸応答性グルカゴン分泌障害の解析により、BCAAがグルカゴンの分泌亢進を引き起こすとともに、糖尿病マウスのアミノ酸刺激によるグルカゴン過剰分泌の原因が膵外因子によるものではなく、膵ランゲルハンス島に存在することを明らかにすることが出来た。さらに、そのメカニズムに膵α細胞におけるBCAAの代謝異常が関わっている可能性も明らかにすることが出来た。
tsSV40T遺伝子導入ラットの膵α細胞株の樹立においては、膵内分泌細胞の長期の培養は出来ているものの、有意な細胞増殖の確認は出来ていない。そのため細胞株の樹立に至っておらず、この点については当初の計画より遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
BCAA刺激によるグルカゴン分泌調節に関わる細胞内シグナル経路を探索するため、候補となるシグナル経路を外因的に操作(関連遺伝子の強制発現やノックダウン、作動薬や阻害剤処理など) した際のグルカゴン分泌への影響を解析する。そのために、所属研究室において作製、維持をしている膵α細胞特異的蛍光タンパク発現マウスの単離ランゲルハンス島細胞を用いたカルシウムイメージング実験により、膵α細胞におけるグルカゴン分泌活性の観察を行う。
tsSV40T遺伝子導入ラットの膵α細胞株の樹立においては、膵α細胞増殖刺激を加えた状態での細胞培養を行うことを予定している。刺激としては、高アミノ酸(高グルタミン)や、グルカゴンKOマウスの血清の添加などを予定している。
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