糖尿病の超早期診断のための核磁気共鳴画像(MRI)による膵島定量法の開発

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22390185
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 稲垣 暢也 京都大学, 医学研究科, 教授 (30241954)
• 研究分担者: 豊田 健太郎 京都大学, 医学研究科, 助教 (00447971) ; 松田 哲也 京都大学, 情報学研究科, 教授 (00209561) ; 富樫 かおり 京都大学, 医学研究科, 教授 (90135484) ; 木村 寛之 京都大学, 薬学研究科, 助教 (50437240) ; 上田 真史 京都大学, 医学研究科, 助教 (40381967)
• キーワード: エネルギー / 糖代謝異常 / イメージング

研究概要

本研究の第一の目的は、非侵襲的な膵島量の検知を行うために、MRIを用いた解析技術を開発することである。平成22年度は、まずプローブ非存在下での検討を行うために膵島の定位解析系を構築した。具体的には膵β細胞特異的に蛍光タンパクのGFPを発現する遺伝子改変マウスより摘出した膵臓の断片をアガロースゲルに包埋し、蛍光実体顕微鏡で三次元的に観察して膵島の位置を決定し、位置決定した膵島について動物用超高磁場MRIを用いて種々の撮像条件で撮像実験を行った。しかしながら、膵島と周囲の外分泌組織を明瞭に画像化する条件を見つけることはできなかった。そこで、プローブ存在下での検討に移行した。先行研究で開発した様々な膵β細胞のイメージングプローブ化合物候補の内、GLP-1受容体のリガンドであるExendin(9-39)を^<19>Fで標識した化合物は、予備試験で行った^<19>F MRSのファントム実験でシグナルを認めており、また初期の検討で2.1×10^4個のマウスより単離した膵島への暴露実験でも微弱ではあるがシグナルを認めていたため、再度確認実験を行った。その結果、ファントム実験では常にシグナルを検出することができたが、単離膵島を用いた検討では、安定した結果が得られなかった。原因として、これまで使用していた膵島分離用の消化酵素が販売中止となり、新たに別の消化酵素を用いるようになったことが疑われた。至適分離条件検討した上で膵島分離行なったが、従来の酵素と消化状態が異なるために外分泌組織の混入が著明に多くなった。この問題は今後のプローブ開発の上では大きな問題であるため、解決のために様々な検討をおこなった。最終的に、比重遠心前に新たな処理段階を設けることで膵外分泌組織がほとんど混入しない条件を決定できた。

研究成果

• [雑誌論文] Role of mitochondrial phosphate carrier in metabolism-secretion coupling in rat insulinoma cell line INS-1. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishi Y, Fujimoto S, Sasaki M, Mukai E, Sato H, Sato Y, Tahara Y, Nakamura Y, Inagaki N.
  • 雑誌名: Biochemical Journal 巻: 435 ページ: 431-430
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of gastric inhibitory polypeptide on intestinal glucose absorption and intestinal motility in mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Ogawa E, Hosokawa M, Harada N, Yamane S, Hamasaki A, Toyoda K, Fujimoto S, Fujita Y, Fukuda K, Tsukiyama K, Yamada Y, Seino Y, Inagaki N.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 巻: 404 ページ: 115-120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exendin-4 suppresses Src activation and reactive oxygen species production in diabetic GK rat islets in an Epac-dependent manner (2011)
  • 著者名/発表者名: Mukai E, Fujimoto S, Sato H, Oneyama C, Kominato R, Sato Y, Sasaki M, Nishi Y, Okada M, Inagaki N.
  • 雑誌名: Diabetes 巻: 60 ページ: 218-226
  • 査読あり
• [雑誌論文] GCKR mutations in Japanese families with clustered type2 diabetes (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka D, Nagashima K, Sasaki M, Yamada C, Funakoshi S, Akitomo K, Takenaka K, Harada K, Koizumi A, Inagaki N.
  • 雑誌名: Mol.Genet.Metab. 巻: 102 ページ: 453-460
  • 査読あり
• [雑誌論文] FGF-21 enhances islet engraftment in mouse syngeneic islet transplantation model (2010)
  • 著者名/発表者名: Uonaga T, Toyoda K, Okitsu T, Zhuang X, Yamane S, Uemoto S, Inagaki N.
  • 雑誌名: Islets 巻: 2 ページ: 247-251
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exendin-4 protects pancreatic beta cells from the cytotoxic effect of rapamycin by inhibiting JNK and p38 phophorylation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki Y, Harashima S, Sasaki M, Mukai E, Nakamura Y, Harada N, Toyoda K, Hamasaki A, Yamane S, Yamada C, Yamada Y, Seino Y, Inagaki N
  • 雑誌名: Hormone and Metabolic Research 巻: 42 ページ: 311-317
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metformin suppresses hepatic gluconeogenesis and lowers fasting blood glucose levels through reactive nitrogen species in mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujita Y, Hosokawa M, Fujimoto S, Mukai E, Abudukadier A, Obara A, Ogura M, Nakamura Y, Toyoda K, Nagashima K, Seino Y, Inagaki N.
  • 雑誌名: Diabetologia 巻: 53 ページ: 1472-1481
  • 査読あり
• [学会発表] Non-invasive PET imaging of pancreatic islets targeting glucagon-like peptide-1 receptors. (2011)
  • 著者名/発表者名: Toyoda K, Kimura H, Mukai E, Fujimoto H, Ogawa Y, Hirao K, Matsuda H, Saji H, Inagaki N.
  • 学会等名: International Symposium "Computational Physiology of Cardiac Myocytes and Pancreatic β-cells ; Interaction between Energy Metabolism and Membrane Excitability"
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-01-30
• [学会発表] GLP-1受容体を標的とする放射性ヨウ素標識イメージングプローブの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小川祐, 木村寛之, 河嶋秀和, 豊田健太郎, 向英里, 藤本裕之, 平尾佳, 松田洋和, 小野正博, 稲垣暢也, 佐治英郎
  • 学会等名: 第50回日本核医学会学術総会
  • 発表場所: 埼玉
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] Non-invasive PET imaging of pancreatic islets targeting glucagon-like peptide-1 receptors. (2010)
  • 著者名/発表者名: Toyoda K, Kimura H, Mukai E, Fujimoto H, Ogawa Y, Kawashima H, Ueda M, Temma T, Hirao K, Nagakawa K, Seino Y, Saji H, Inagaki N.
  • 学会等名: 8th IDF WPR Congress
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2010-10-20
• [学会発表] Non-invasive PET imaging of pancreatic islets targeting glucagon-like peptide-1 receptors. (2010)
  • 著者名/発表者名: Toyoda K, Kimura H, Mukai E, Fujimoto H, Ogawa Y, Kawashima H, Ueda M, Temma T, Hirao K, Nagakawa K, Seino Y, Saji H, Inagaki N.
  • 学会等名: American Diabetes Association 70th Scientific Sessions
  • 発表場所: Orland, U.S.A.
  • 年月日: 2010-06-28
• [学会発表] Synthesis and evaluation of radioiodinated exendin derivatives for the imaging of GLP-1 receptor expression in pancreatic islets. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kimura H, Ogawa Y, Kawashima H, Mukai E, Toyoda K, Fujimoto H, Hirao K, Ono M, Inagaki N, Saji H.
  • 学会等名: Society of Nuclear Medicine 57th Annual Meeting
  • 発表場所: Tronto, Canada
  • 年月日: 2010-06-06
• [学会発表] 移植膵島の新規三次元イメージング技術の確立 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤本裕之, 豊田健太郎, 向英里, 劉喜宝, 庄暁桐, 魚永多恵子, 興津輝, 稲垣暢也
  • 学会等名: 第53回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2010-05-26
• [産業財産権] 膵島イメージング用分子プローブ及びその前駆体、並びに、それらの使用 (2010)
  • 発明者名: 稲垣暢也, 佐治英郎
  • 権利者名: 京都大学 アークレイ株式会社
  • 産業財産権番号: 特許権 PCT/JP2010/063489
  • 出願年月日: 2010-08-09
  • 外国
• [産業財産権] 膵島イメージング用分子プローブ及びその使用 (2010)
  • 発明者名: 稲垣暢也, 佐治英郎
  • 権利者名: 京都大学 アークレイ株式会社
  • 産業財産権番号: 特許権 PCT/JP2010/064760
  • 出願年月日: 2010-08-31
  • 外国
• [産業財産権] 膵島イメージング用分子プローブ及びその使用 (2010)
  • 発明者名: 稲垣暢也, 佐治英郎
  • 権利者名: 京都大学 アークレイ株式会社
  • 産業財産権番号: 特許権 PCT/JP2010/063489
  • 出願年月日: 2010-09-29
  • 外国