新規摂食・エネルギー代謝調節ペプチドの網羅的探索と機能解析

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25293216
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 中里 雅光 宮崎大学, 医学部, 教授 (10180267)
• 研究分担者: 山口 秀樹 宮崎大学, 医学部, 講師 (10305097) ; 上野 浩晶 宮崎大学, 医学部, 助教 (00381062) ; 十枝内 厚次 宮崎大学, 医学部, 講師 (80381101) ; 迫田 秀之 宮崎大学, 医学部, 講師 (50376464) ; 坪内 拡伸 宮崎大学, 医学部, 助教 (60573988) ; 清水 浩一郎 宮崎大学, 医学部, その他 (90711292)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 摂食調節 / 視床下部 / ペプチド / 細胞内伝達情報 / エネルギー代謝 / 交感神経 / インスリン分泌 / 糖尿病

研究実績の概要

申請者らは、二つの新規生理活性ペプチドを同定している。その一つは19アミノ酸からなり、膵臓β細胞内でインスリンと同じ分泌顆粒に局在している。このペプチドAは、単離膵島やマウス由来β細胞株MIN6の高グルコースによるインスリン分泌を増強する。この時、細胞内カルシウム濃度が上昇しており、インスリン分泌増加の機序と考えられた。また、ペプチドAはラット糖負荷試験時のインスリン分泌も増加することから、新たな糖尿病治療薬となる可能性が考えられた。
もう一つのペプチドBは、グラニン関連タンパクのin silico解析によって新たに同定した。ペプチドBは20アミノ酸からなり、脳室内に投与すると、濃度依存的に摂食量を抑制した。運動量は低下させるが、酸素消費量は増加していた。交感神経活動や褐色脂肪組織の活性などの解析に着手している。
糖尿病患者と肥満過食の糖尿病モデルdb/dbマウスの膵島でNERP-2の発現量が増えている。INS1β細胞とラット膵島を、10nM NERP-2で3日間刺激すると、グルコース刺激によるインスリン分泌が低下する。この時、BETA2/NeuroD、insulin、Pdx-1などβ細胞の転写因子が低下し、SUR1, Kir6.2, SCG2, SCG5などインスリン分泌に関連する蛋白の発現量も低下しており、NERP-2は、内因性の潜在的なインスリン分泌抑制因子と考えられることを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

細胞内カルシウム濃度を上昇させることで、グルコースによるインスリン分泌を増強する作用のあるペプチドAの解析が順調に進み、結果をまとめて論文投稿準備中である。さらに、RIAによる血中濃度の測定系を確立しており、ヒトにおける生理的な変動や、糖尿病や内分泌疾患など疾患による変化を測定中である。
グラニン関連タンパクのin silico解析によって新たに同定したペプチドBの摂食抑制という明確な作用を同定しており、その中枢における作用機序や交感神経系を介する末梢への作用を解析している。
共同研究で、NERP-1/2の膵島における長期的な作用を明らかにし論文報告した。
新規ペプチドの発見と機能解析、病態との関連解析を進めており当初の計画以上に進捗している。

今後の研究の推進方策

申請者らが同定したインスリン分泌を促進するペプチドAのRIAによる血中濃度の測定系を確立しており、正常人における生理的な変動や、糖尿病や内分泌疾患など疾患による変化を測定する。肥満糖尿病モデルマウスやストレプトゾトシン投与による1型糖尿病モデルマウスなどの病態モデル動物におけるペプチドAのβ細胞における発現量を測定し、MIN6細胞にペプチドAを長期投与した時のインスリン分泌能や細胞増殖能などを測定して、ペプチドAの病態における役割を明らかにする。
グラニン関連タンパクのin silico解析によって新たに同定した摂食を抑制するペプチドBによる交感神経活動や褐色脂肪組織の活性などの解析を進める。このペプチドBのRIAによる血中濃度の測定系も確立しており、ヒトにおける生理的な変動や、糖尿病や内分泌疾患など疾患による変化を測定し、生理的意義や病態の診断マーカーとしての可能性を探索する。
Phox2B-CreマウスとGhsr-stopノックインマウスを掛け合わせることで、迷走神経特異的Ghsr発現マウスを作製する。このマウスを用いてグレリンの迷走神経を介する作用を詳細に検討する。

次年度使用額が生じた理由

本年度は、同定した一つのペプチドAのインスリン分泌における役割を論文としてまとめることができており、当初の予定より早く進行している。また、両ペプチドに対する特異抗体も高力価のものを順調に作製しRIAの系を確立することができた。予定より、順調に研究が進行しており、余剰となった予算を次年度に繰り越した。
Phox2B-Creマウスを本年度Charles Riverに注文したが、海外からの輸入であるために、動物の輸送と感染症の検査に時間が必要であり、次年度に納入する予定となった。

次年度使用額の使用計画

我々が同定した二つのペプチドの生理的意義や病態の診断マーカーとしての可能性を探索するために必要なモデル動物の作出や購入、解析するための試薬や器具の支出として計上する。
Phox2B-Creマウスを納入する費用として計上する。

研究成果

• [雑誌論文] Chronic effects of neuroendocrine regulatory peptide (NERP-1 and -2) on insulin secretion and gene expression in pancreatic β-cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Kim JW, Rhee M, Park JH, Yamaguchi H, Sasaki K, Minamino N, Nakazato M, Song DK, Yoon KH
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 457 ページ: 148-153
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.12.067.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Teneligliptin improves glycemic control with the reduction of postprandial insulin requirement in Japanese diabetic patients (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuchimochi W, Ueno H, Yamashita E, Tsubouchi C, Sakoda H, Nakamura S, Nakazato M.
  • 雑誌名: Endocr J 巻: 193 ページ: 239-247
  • DOI: 10.1007/s00408-015-9685-y.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ghrelin administration for chronic respiratory failure: a randomized dose comparison trial. (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto N, Miki K, Tsubouchi H, Sakamoto A, Arimura Y, Yanagi S, Iiboshi H, Yoshida M, Souma R, Ishimoto H, Yamamoto Y, Yatera K, Yoshikawa M, Sagara H, Iwanaga T, Mukae H, Maekura R, Kimura H, Nakazato M, Kangawa K.
  • 雑誌名: Lung 巻: 193 ページ: 239-247
  • DOI: 10.1007/s00408-015-9685-y.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ghrelin (2015)
  • 著者名/発表者名: Muller T.D., Kojima M, Bloom S, Bowers C.Y, Casanueva F, Cowley M, Dickson S, Inui A, Nakazato M, Nass R, Perez-Tilve D, Pfluger, P.T., Schwartz T, Seeley R, Sleeman M, Smith R.G., Sun Y, Sussel L, Tong J, Thorner M.O., van der Lely A.J., van der Ploeg L, Zigman J, Kangawa K, Horvath T, Tschop M.H, et al
  • 雑誌名: Molecular Metabolism 巻: 4 ページ: 437-460
  • DOI: 10.1016/j.molmet.2015.03.005
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rikkunshito ameliorates bleomycin-induced acute lung injury in a ghrelin-independent manner. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsubouchi H, Yanagi S, Miura A, Iizuka S, Mogami S, Yamada C, Hattori T, Nakazato M
  • 雑誌名: Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 巻: 306 ページ: 233-245
  • DOI: 10.1152/ajplung.00096.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Circulating des-acyl ghrelin improves cardiovascular risk prediction in older hypertensive patients. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yano Y, Nakazato M, Toshinai K, Inokuchi T, Matsuda S, Hidaka T, Hayakawa M, Kangawa K, Shimada K, Kario K
  • 雑誌名: Am J Hypertens 巻: 27 ページ: 727-733
  • DOI: 10.1093/ajh/hpt232.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuroendocrine regulatory peptide-1 and -2 (NERPs) inhibit the excitability of magnocellular neurosecretory cells in the hypothalamus. (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshinai K, Saito T, Yamaguchi H, Sasaki K, Tsuchimochi W, Minamino N, Ueta Y, Nakazato M
  • 雑誌名: Brain Res 巻: 1563 ページ: 52-60
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2014.03.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exploratory trial of intranasal administration of glucagon-like peptide-1 in Japanese patients with type 2 diabetes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ueno H, Mizuta M, Shiiya T, Tshuchimochi W, Noma K, Nakashima N, Fujihara M, Nakazato M
  • 雑誌名: Diabetes Care 巻: 37 ページ: 2024-2027
  • DOI: 10.2337/dc13-0690.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ghrelin relieves cancer cachexia associated with the development of lung adenocarcinoma in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsubouchi H, Yanagi S, Miura A, Matsumoto N, Kangawa K, Nakazato M
  • 雑誌名: Eur J Pharmacol, 巻: 743 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1016/j.ejphar.2014.09.025.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rikkunshito ameliorates cachexia associated with bleomycin-induced lung fibrosis in mice by stimulating ghrelin secretion. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsubouchi H, , Yanagi S, Miura A, Mogami S, Yamada C, Iizuka S, Hattori T, Nakazato M
  • 雑誌名: Nutr Res 巻: 34 ページ: 876-885
  • DOI: 10.1016/j.nutres.2014.08.014
  • 査読あり
• [学会発表] エネルギー代謝調節中枢としての視床下部の機能とその破綻 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中里雅光
  • 学会等名: 第88回日本内分泌学会学術総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-04-23 – 2015-04-25
• [学会発表] 自律神経・内分泌・免疫系を介するエネルギー代謝調節 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中里雅光
  • 学会等名: 第52回日本臨床分子医学会学術集会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-04-10 – 2015-04-11
• [学会発表] 臨床医が知っておくべき糖尿病の基礎 食欲調節のメカニズムからみた糖尿病 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中里雅光
  • 学会等名: 第49回 糖尿病学の進歩
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-02-20 – 2015-02-21
• [学会発表] エネルギー代謝調節におけるペプチドの役割と臨床応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中里雅光
  • 学会等名: 第18回日本病態栄養学会年次学術集会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-01-09 – 2015-01-10
• [学会発表] 摂食・エネルギー代謝における自律神経の重要性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中里雅光
  • 学会等名: 第67回日本自律神経学会総会
  • 発表場所: 埼玉
  • 年月日: 2014-10-30 – 2014-10-31
• [学会発表] 肥満研究のあゆみと今後の展望 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中里雅光
  • 学会等名: 第35回日本肥満学会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2014-10-24 – 2014-10-25
• [学会発表] 高脂肪食による迷走神経機能障害の誘導 (2014)
  • 著者名/発表者名: 十枝内厚次，越中敬一，中里雅光
  • 学会等名: 第35回日本肥満学会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2014-10-24 – 2014-10-25
• [学会発表] 高脂肪食による迷走神経機能障害の誘導． (2014)
  • 著者名/発表者名: ナズニン ファーハナ，十枝内厚次，中里雅光
  • 学会等名: 第35回日本肥満学会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2014-10-24 – 2014-10-25
• [学会発表] Localization of neuroendocrine regulatory peptide-4 (NERP-4) in mouse and human pancreas. (2014)
  • 著者名/発表者名: Moin Abu Saleh Md., 十枝内厚次，山口秀樹，迫田秀之，山崎基生，佐々木一樹，上野浩晶，平子智史，塩田清二，南野直人，中里雅光
  • 学会等名: 第35回日本肥満学会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2014-10-24 – 2014-10-25
• [学会発表] ブレオマイシン誘発肺線維症モデルにおけるグレリンを介した六君子湯の摂食調節作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 飯塚正一，柳 重久，坪内拡伸，十枝内厚次，最上祥子，山田ちひろ，服部智久，中里雅光
  • 学会等名: 第35回日本肥満学会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2014-10-24 – 2014-10-25
• [学会発表] イプラグリフロジンの抗糖尿病および抗肥満効果． (2014)
  • 著者名/発表者名: 上野浩晶，山口秀樹，中里雅光
  • 学会等名: 第35回日本肥満学会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2014-10-24 – 2014-10-25
• [学会発表] 食欲亢進ホルモン グレリンの呼吸器疾患への臨床応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中里雅光
  • 学会等名: 第53回 日本肺癌学会中国・四国支部会
  • 発表場所: 米子
  • 年月日: 2014-07-11 – 2014-07-11
• [学会発表] Neuroendocrine regulatory peptide-4(nerp-4): A Vgf derived peptide that expresses in pancreatic β- cells and stimulate glucose-induced insulin secretion. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shimizu K, Moin AS Md, Ueno H, Toshinai K, Yamaguchi H, Yamasaki M, Hirako T, Shioda S, Sasaki K, Minamino N, Nakazato M
  • 学会等名: American Diabetes Association 74th Scientific Sessions
  • 発表場所: San Francisco, California. USA
  • 年月日: 2014-06-13 – 2014-06-17
• [学会発表] ブレオマイシン肺傷害モデルにおける六君子湯のグレリン分泌を介したcachexia改善効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坪内拡伸，柳 重久，松元信弘，中里雅光
  • 学会等名: 第54回 日本呼吸器学会学術講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-04-25 – 2014-04-27
• [学会発表] 消化管ホルモンと神経連関 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中里雅光
  • 学会等名: 第87回日本内分泌学会学術総会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-04-24 – 2014-04-26
• [図書] メディコピア55 栄養と食欲－病態と治療の進歩－．（分担）食欲を調節するホルモンと代謝 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中里雅光
  • 総ページ数: 141（40-55）
  • 出版者: 富士レビオ