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2021 年度 実績報告書

慢性低酸素によるβ細胞代償機構の破綻メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K09008
研究機関熊本大学

研究代表者

佐藤 叔史  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 助教 (90622598)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード糖尿病 / β細胞代償機構
研究実績の概要

インスリン抵抗性時には、血糖を正常に保つためにβ細胞量を増加させインスリン分泌を亢進させる代償機構が働くことが知られている。しかし代償機構が破綻すると糖尿病が発症するが、この分子メカニズムは未だ不明な点が多く残されている。申請者は代償性に肥大した膵島が慢性的な低酸素に曝されていること、さらにそのような低酸素ストレス下では転写抑制因子BHLHE40とプロリン水酸化酵素PHD3が高発現していることを新たに見出した。本研究では、①慢性低酸素によるβ細胞障害性を検討する。②BHLHE40とPHD3の発現誘導機構および機能を解明する。③代償機構におけるBHLHE40とPHD3の役割を明らかにする。④BHLHE40およびPHD3を標的とした糖尿病治療の可能性についても検討する。本課題遂行により、β細胞代償機構の病態生理学的理解が進み、β細胞の機能回復を目指した糖尿病治療に繋がることが期待される。
R3の成果として課題①では、1週間の長期にわたる慢性的な低酸素培養を可能にする培養システムの構築に成功した。課題②では、Bhlhe40やPhd3の過剰発現細胞およびノックダウン細胞を低酸素に暴露した後、BHLHE40とPHD3のβ細胞に対する作用を検討したところ、BHLHE40はインスリン分泌に、PHD3はβ細胞の増殖に関与していることが分かった。BHLHE40に関しては、インスリン分泌抑制効果の作用点がおおよそ明らかになった。課題③、④では、肥満糖尿病モデルマウスにおいてBhlhe40あるいはPhd3を膵β細胞特異的にノックアウトしたところBhlhe40ノックアウトマウスの耐糖能の改善のみならずβ細胞機能に係る種々の遺伝子発現の改善を認めることが明らかになった。BHLHE40に関する論文については投稿直前まで研究が進んだ。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Murine neonatal ketogenesis preserves mitochondrial energetics by preventing protein hyperacetylation2021

    • 著者名/発表者名
      Arima Yuichiro、Tsujita Kenichi. et al.
    • 雑誌名

      Nature Metabolism

      巻: 3 ページ: 196~210

    • DOI

      10.1038/s42255-021-00342-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a DELFIA method to detect oncofetal antigen ROR1-positive exosomes2021

    • 著者名/発表者名
      Daikuzono Hina、Yamazaki Masaya、Sato Yoshifumi、Takahashi Takashi、Yamagata Kazuya
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 578 ページ: 170~176

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.08.054

    • 査読あり
  • [学会発表] 低酸素誘導性の転写抑制因子BHLHE40による膵β細胞障害機構2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤叔史
    • 学会等名
      第64 回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 転写因子HNF1αによる膵α細胞制御機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤叔史
    • 学会等名
      第59回日本糖尿病学会九州地方会(九州支部賞受賞講演)
    • 招待講演
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://www.kumamoto-medbiochem.com/

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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