分子シャペロンによる細胞内ストレス制御の分子基盤解明とその糖尿病治療への応用

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23390243
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 荒木 栄一 熊本大学, 生命科学研究部, 教授 (10253733)
• 研究分担者: 近藤 龍也 熊本大学, 生命科学研究部, 助教 (70398204)
• 研究期間 (年度): 2011-11-18 – 2014-03-31
• キーワード: 糖尿病 / 小胞体ストレス

研究概要

研究１（in vitro）インスリンの標的臓器である肝臓(HepG2)、筋肉(C2C12)、脂肪(3T3-L1)、およびインスリン産生細胞である膵β細胞(MIN6)の各々の細胞株において分子シャペロンであるBiPもしくはHSP72を過剰発現あるいはsiRNAを用いてノックダウンした。BiPを導入した細胞群においては、明らかなインスリンシグナルの改善は認めなかったが、HSP72を過剰発現させた細胞では高血糖環境下でのインスリン作用低下現象が回復した。また小胞体ストレス耐性に関してはBiP, HSP72どちらの導入も、tunicamycinやthapsigargin刺激における抵抗性を示した。逆にノックダウン系では、反対の現象、すなわちインスリン感受性の悪化と小胞体ストレス耐性の低下を認めた。遺伝子発現解析にては、AMPK, PGC-1a, Sirt1の発現増加を認めた。
研究２（ in vivo)　RIP (rat insulin promotor)あるいはalbuminの下流で変異リガンド結合ドメインを持つエストロゲン受容体下にCreを発現できるトランスジェニックマウスを作成し、系統を維持に至った。さらにCreの作用でCAT配列をを削除し、BiPもしくはHSP72を時期・組織特異的に過剰発現できるfloxマウスも作成した。これらのマウスの交配を行い、糖尿病を誘発する刺激（高脂肪食・高フルクトース食・GTGによる摂食中枢破壊肥満モデルなど）を行って、耐糖能・インスリン抵抗性などの代謝レベルの実験を行っていく予定である。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] The serine protease prostasin regulates hepatic insulin sensitivity by modulating TLR4 signalling. (2014)
  • 著者名/発表者名: Uchimura K, Hayata M, Mizumoto T, Miyasato Y, Kakizoe Y, Morinaga J, Onoue T, Yamazoe R, Ueda M, Adachi M, Miyoshi T, Shiraishi N, Ogawa W, Fukuda K, Kondo T, Matsumura T, Araki E, Tomita K, Kitamura K.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 ページ: 3428
  • DOI: 10.1038/ncomms4428.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prevalence of metabolic syndrome in stroke patients: a prospective multicenter study in Japan. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahashi T, Harada M, Kikuno T, Ujihara M, Sadamitsu D, Manabe Y, Yasaka M, Takayama H, Kobori S, Araki E
  • 雑誌名: Acute Med Surg 巻: 1 ページ: 17-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] for the Tofogliflozin 004 and 005 Study group. Long-term safety and efficacy of tofogliflozin, a selective inhibitor of sodium-glucose cotransporter 2, as monotherapy or in combination with other oral antidiabetic agents in Japanese patients with type 2 diabetes mellitus: multicenter, open-label, randomized controlled trials (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanizawa Y, Kaku K, Araki E, Tobe K, Terauchi Y, Utsunomiya K, Iwamoto Y, Watada H, Ohtsuka W, Watanabe D, Suganami H
  • 雑誌名: Expert Opin Pharmacother 巻: 15(6) ページ: 749-766
  • DOI: 10.1517/14656566.2014.887680.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association between circulating leukocyte subtype counts and carotid intima-media thickness in Japanese subjects with type 2 diabetes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumura T, Taketa K, Motoshima H, Senokuchi T, Ishii N, Kinoshita H, Fukuda K, Yamada S, Kukidome D, Kondo T, Hisada A, Katoh T, Shimoda S, Nishikawa T, Araki E.
  • 雑誌名: Cardiovascular Diabetology 巻: 12(1) ページ: 177
  • DOI: 10.1186/1475-2840-12-177.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of combination therapy with vildagliptin and valsartan in a mouse model of type 2 diabetes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyagawa K, Kondo T, Goto R, Matsuyama R, Ono K, Kitano S, Kawasaki S, Igata M, Kawashima J, Matsumura T, Motoshima H, Araki E.
  • 雑誌名: Cardiovascular Diabetology 巻: 12(1) ページ: 160
  • DOI: 10.1186/1475-2840-12-160.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficacy and safety of sitagliptin as add-on therapy on glycemic control and blood glucose fluctuation in Japanese type 2 diabetes subjects ongoing with multiple daily insulin injections therapy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimoda S, Iwashita S, Ichimori S, Matsuo Y, Goto R, Maeda T, Matsuo T, Sekigami T, Kawashima J, Kondo T, Matsumura T, Motoshima H, Furukawa N, Nishida K, Araki E.
  • 雑誌名: Endocrine Journal 巻: 60(10) ページ: 1207-1214
  • DOI: 10.1507/endocrj.EJ13-0198
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insulin receptor activation through its accumulation in lipid rafts by mild electrical stress. (2013)
  • 著者名/発表者名: Morino-Koga S, Yano S, Kondo T, Shimauchi Y, Matsuyama S, Okamoto Y, Suico MA, Koga T, Sato T, Shuto T, Arima H, Wada I, Araki E, Kai H
  • 雑誌名: J Cell Physiol 巻: 228(2) ページ: 439-446
  • DOI: 10.1002/jcp.24149.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of a new device for measurement of hemoglobin A1c for Japanese subjects. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimoda S, Maeda T, Furukawa N, Ichinose K, Taketa K, Igata M, Senokuchi T, Matsumura T, Araki E
  • 雑誌名: Diabetology International 巻: 4 ページ: 112-116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between lifestyle and lifestyle-related factors in a rural-urban population of Japan. (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhang SC, Wei CN, Harada K, Ueda K, Fukumoto K, Matsuo H, Minamoto K, Nishikawa T, Araki E, Ueda A, Fang J
  • 雑誌名: Environ Health Prev Med 巻: 18 ページ: 267-274
  • DOI: 10.1007/s12199-012-0315-5.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-term safety of linagliptin monotherapy in Japanese patients with type 2 diabetes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Araki E, Kawamori R, Inagaki N, Watada H, Hayashi N, Horie Y, Sarashina A, Thiemann S, von Eynatten M, Dugi K, Woerle HJ
  • 雑誌名: Diabetes Obes Metab 巻: 15 ページ: 364-371
  • DOI: 10.1111/dom.12039
  • 査読あり
• [雑誌論文] The phosphatase Dullard negatively regulates BMP signalling and is essential for nephron maintenance after birth. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi M, Sharmin S, Taguchi A, Ohmori T, Fujimura S, Abe T, Kiyonari H, Komatsu Y, Mishina Y, Asashima M, Araki E, Nishinakamura R
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 4 ページ: 1398
  • DOI: 10.1038/ncomms2408.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism-based antioxidant therapies promise to prevent diabetic complications? (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa T, Araki E
  • 雑誌名: Diabetes Invest 巻: 4 ページ: 105-107
  • 査読あり
• [学会発表] Heat Treatment with Mild Electrical Stimulation Attenuates Systemic Inflammation and Reduces Cytokine Expression in Monocytes from subjects with Metabolic Syndrome (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kondo, Rina Matsuyama, Rieko Goto, Kaoru Ono, Sayaka Kitano, Junji Kawashima, Hiroyuki Motoshima, Takeshi Matsumura, Hirofumi Kai, Eiichi Araki
  • 学会等名: The 74th Annual Meeting of American Diabetes Association
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 20140613-20140617
• [学会発表] Activation of Heat Shock Response Improves Metabolic Profiles in Type 2 Diabetes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kondo, Katsutoshi Miyagawa, Rina Matsuyama, Rieko Goto, Kaoru Ono, Sayaka Kitano, Hiroyuki Motoshima, Junji Kawashima, Takeshi Matsumura, Hirofumi Kai, Eiichi Araki.
  • 学会等名: 2013 International Conference of Diabetes and Metabolism and 5th AASD
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20131106-20131109
  • 招待講演
• [学会発表] 熱ショック応答経路活性化による糖代謝改善効果と分子機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 近藤龍也, 荒木栄一
  • 学会等名: 第63回日本体質医学会
  • 発表場所: 久留米、久留米大学筑水会館
  • 年月日: 20131005-20131006
• [学会発表] Pain threshold values of small fibers are associated with the severity of diabetic complications. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kukidome D, Sato M, Shimoda S, Nishikawa T, Araki E
  • 学会等名: 49th EASD Annual Meeting
  • 発表場所: Barcelona,Spain
  • 年月日: 20130923-20130927
• [学会発表] Heat Shock Response Activation using Heat Treatment with Mild Electrical Stimulation Reduces Visceral Adiposity and Improves Insulin Resistance and Inflammation in Male Subjects with Type 2 Diabetes (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kondo, Rina Matsuyama, Rieko Goto, Kaoru Ono, Sayaka Kitano, Junji Kawashima, Hiroyuki Motoshima, Takeshi Matsumura, Hirofumi Kai, Eiichi Araki
  • 学会等名: CSSI scientific meeting.
  • 発表場所: Sheffield, United Kingdom
  • 年月日: 20130818-20130822
• [学会発表] The Role of Aldosterone in the Pathogenesis of Diabetes in Human and Rats. (2013)
  • 著者名/発表者名: Goto R, Kondo T, Ono K, Matsuyama R, Miyagawa K, Igata M, Kawashima J, Matsumura T, Motoshima H, Shimoda S, Araki E
  • 学会等名: The 73th Annual Meeting of American Diabetes Association
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 20130621-20130625
• [学会発表] The Critical Role of Heat Shock Protein 72 in Diabetic Pathophysiology. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuyama R, Kondo T, Miyagawa K, Goto R, Ono K, Igata M, Kawashima J, Matsumura T, Motoshima H, Araki E
  • 学会等名: The 73th Annual Meeting of American Diabetes Association
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 20130621-20130625
• [学会発表] 酸化ストレスからみた合併症治療の展望 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西川武志, 佐田公範, 久木留大介, 荒木栄一
  • 学会等名: 第56回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 熊本、ホテル日航熊本
  • 年月日: 20130516-20130518
• [学会発表] Activation of Heat Shock Response ameliorates Metabolic Abnormalities in Diabetes with Attenuation of Cell Stress (2013)
  • 著者名/発表者名: 近藤龍也, 荒木栄一
  • 学会等名: 第56回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 熊本、ホテル日航熊本
  • 年月日: 20130516-20130518
• [図書] 2型糖尿病. 糖尿病最新の治療2013-2015(岩本安彦, 羽田勝計編) (2013)
  • 著者名/発表者名: 荒木栄一
  • 総ページ数: 366
  • 出版者: 南江堂
• [図書] 特集：肥満症 2型糖尿病と耐糖能異常 (2013)
  • 著者名/発表者名: 古川昇, 荒木栄一
  • 総ページ数: 169
  • 出版者: 日本臨床
• [図書] PPARγの最新動向 PPAR標的薬の開発動向. 期待されるチアゾリジン薬 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松村剛, 荒木栄一
  • 総ページ数: 308
  • 出版者: フジメディカル出版
• [備考] 熊本大学大学院生命科学研究部代謝内科学
  • URL: http://www2.kuh.kumamoto-u.ac.jp/met/