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2021 年度 実績報告書

糖尿病によるアミノ酸応答性グルカゴン分泌障害機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K08994
研究機関群馬大学

研究代表者

小林 雅樹  群馬大学, 生体調節研究所, 講師 (80373041)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードグルカゴン / 糖尿病 / α細胞 / 分岐鎖アミノ酸
研究実績の概要

2型糖尿病では高グルカゴン血症が認められており、高血糖の一因と考えられている。糖尿病モデルマウスに対し、食事負荷試験を行い、空腹時よりも食後に高グルカゴン血症が顕著となることが明らかになったため、糖尿病モデルマウスで各種栄養素投与後の血中グルカゴン濃度を測定したところ、分岐鎖アミノ酸(BCAA)の投与によって高グルカゴン血症が惹起されることを確認した。
糖尿病においてBCAA投与後に高グルカゴン血症となる機序を解明するため、糖尿病モデルマウスから単離した膵島に対しBCAA添加を行ったところ、単離膵島においてもBCAA刺激により膵α細胞へのカルシウムイオンの流入が増加すると共に、グルカゴン過剰分泌が認められた。このグルカゴン過剰分泌はBCAA輸送体の阻害剤により抑制された。これらの結果より、糖尿病モデルマウスのBCAA刺激によるグルカゴン過剰分泌は膵島の機能障害に起因していること考えられた。
糖尿病モデルマウス膵島の遺伝子発現量を解析し、BCAA代謝促進酵素であるBCAT2の遺伝子発現の減少、およびBCAA代謝抑制酵素であるBCKDKの遺伝子発現増加を確認した。膵島のBCAA代謝産物を調べると、BCAA異化で産生される分岐鎖ケト酸や分岐鎖アシルCoAの含量は減少していた。BCKDK阻害剤であるBT2を糖尿病モデルマウス膵島に添加したうえで、BCAA刺激を行ったところ、グルカゴンの過剰分泌は改善された。これらのことより、糖尿病モデルマウス膵島ではBCAAの代謝異常が、グルカゴン過剰分泌に関与していると考えられる。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Disordered branched chain amino acid catabolism in pancreatic islets is associated with postprandial hypersecretion of glucagon in diabetic mice2021

    • 著者名/発表者名
      Wada Eri、Kobayashi Masaki、Kohno Daisuke、Kikuchi Osamu、Suga Takayoshi、Matsui Sho、Yokota-Hashimoto Hiromi、Honzawa Norikiyo、Ikeuchi Yuichi、Tsuneoka Haruka、Hirano Touko、Obinata Hideru、Sasaki Tsutomu、Kitamura Tadahiro
    • 雑誌名

      The Journal of Nutritional Biochemistry

      巻: 97 ページ: 108811~108811

    • DOI

      10.1016/j.jnutbio.2021.108811

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 糖尿病モデルマウスの膵α細胞における分岐鎖アミノ酸代謝異常が食事性のグルカゴン分泌調節に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      小林雅樹,和田恵梨,河野大輔,菊池司,平野瞳子,大日方英,北村忠弘
    • 学会等名
      第45回日本比較内分泌学会およびシンポジウム
  • [備考] 群馬大学生体調節研究所代謝シグナル解析分野

    • URL

      https://taisha.imcr.gunma-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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