2021 年度研究成果報告書

シングルセルATAC-seqと膵切除モデルを用いた増殖膵β細胞のエピゲノム解析

研究課題

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研究課題/領域番号	20K17531
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分54040:代謝および内分泌学関連
研究機関	京都大学
研究代表者	龍岡久登京都大学, 医学研究科, 特定助教 (70850981)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2022-03-31
キーワード	膵β細胞 / 増殖
研究成果の概要	若齢及び高齢のC57BL/6マウスを用いて、膵β細胞増殖を誘導する膵部分切除（PPTx）を行った。術後2日で膵島を単離し、膵島全体のRNAシークエンシング(RNA-seq)およびシングルセルRNA-seq(scRNA-seq)を行い解析した。PPTxにより若齢マウスでは693の発現上昇遺伝子および573の発現低下遺伝子を認めた一方で、高齢マウスでは52の発現上昇遺伝子と31の発現低下遺伝子を認め、PPTxにより若齢マウスで膵β細胞増殖が活発化することが示唆された。scRNA-seqでは、遺伝子発現パターンからクラスタリング行ったところ、増殖前段階にて小胞体ストレス関連遺伝子の発現上昇を認めた。
自由記述の分野	糖尿病学
研究成果の学術的意義や社会的意義	糖尿病状態ではインスリンを産生する膵β細胞の量が少なくなることから，その再生を誘導する治療法の確立が期待されている。一方で，β細胞以外にも複数の内分泌細胞がある膵臓では，β細胞だけに注目して解析することが困難であった。本研究では，β細胞の増殖が促されるモデルマウスの膵臓について，一細胞レベルで遺伝子発現を観察するシングルセルRNAシークエンスを行い，β細胞の増殖過程の詳細を解析した。遺伝子発現プロファイルから細胞状態の遷移を解析する擬似時系列解析によって，増殖停止期から増殖期への遷移に関与する遺伝子群を捉え、膵β細胞が増殖するプロセスを一細胞レベルで解析することに成功した。