膵島再生を規定する局所ニッチ環境の解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25670116
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 三木 隆司 千葉大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50302568)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 膵島 / 再生 / 前駆細胞 / 糖尿病

研究実績の概要

膵島再生の促進は糖尿病の根治治療となり得るが、再生を担う細胞の特性や再生の制御機構などは多くが不明である。我々は膵β細胞特異的にジフテリア毒素受容体と赤色蛍光蛋白(Tomato)を発現するマウス（膵島再生マウス）を作製し、ジフテリア毒素（DT）投与後の再生現象を詳細に解析した。
本マウスの膵島量はDT投与6日後にDT非投与時の34％に減少したが、投与14日後には55％まで増加した。細胞分裂マーカーであるKir67陽性の膵β細胞は投与6日後に著明に増加したものの、14日後以降はKir67陽性率は急激に低下し、膵島量の増加もほとんど停止した。この結果から膵β細胞が活発な細胞分裂により再生することが証明された。
また膵島再生マウスの腎皮膜下に膵β細胞を移植した後にDTを投与し、その後の膵島再生を解析したところ、膵島移植により膵島再生は有意に抑制された。従って移植膵島由来の液性因子が膵島再生を抑制的に制御していることが明らかになった。外来性にインスリンを連続投与すると膵島再生は抑制されることからインスリンが再生抑制因子であることが示された。
再生後に増殖する膵β細胞はほとんどがTomato陰性であり残存する膵β細胞の増殖が誘導されることが示された。膵β細胞の細胞分裂を標識・定量したところ、膵島再生が進んでも「分裂しない膵β細胞数」は全く減少せず、膵β細胞幹/前駆細胞の存在が証明された。再生中の膵島では、骨髄幹/前駆細胞や癌幹細胞の維持に重要な遺伝子群が再生膵島で発現しており、膵β細胞の幹/前駆細胞のニッチ環境が活性化されていることが示された。通常は胎仔期の未熟な膵β細胞のみに発現する転写因子の発現が認められた。これらの結果から、本マウスでは、残存膵β細胞のなかに含まれている少数の幹/前駆細胞がニッチ環境の活性化を介して脱分化、増殖、再分化し、膵島が再生することが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Distinct action of the α-glucosidase inhibitor miglitol on SGLT3, enteroendocrine cells, and GLP1 secretion. (2015)
  • 著者名/発表者名: Lee EY, Kaneko S, Jutabha P, Zhang X, Seino S, Jomori T, Anzai N, Miki T.
  • 雑誌名: J Endocrinol 巻: 224 ページ: 205-214
  • DOI: doi: 10.1530/JOE-14-0555.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Haploinsufficiency of the c-myc transcriptional repressor FIR, as a dominant negative-alternative splicing model, promoted p53-dependent T-cell acute lymphoblastic leukemia progression by activating Notch1. (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsushita K, Kitamura K, Rahmutulla B, Tanaka N, Ishige T, Satoh M, Hoshino T, Miyagi S, Mori T, Itoga S, Shimada H, Tomonaga T, Kito M, Nakajima-Takagi Y, Kubo S, Nakaseko C, Hatano M, Miki T, Matsuo M, Fukuyo M, Kaneda A, Iwama A, Nomura F.
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 6 ページ: 5102-5117
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Refeeding with glucose rather than fructose elicits greater hepatic inflammatory gene expression in mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Oarada, M., Takahashi-Nakaguchi, A., Abe, T., Nikawa, T., Miki, T. and Gonoi, T.
  • 雑誌名: Nutrition 巻: 31 ページ: 757-765
  • DOI: DOI: 10.1016/j.nut.2014.11.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fructose induces KATP channel-independent GIP and GLP-1 secretion and KATP channel-dependent insulin secretion. (2015)
  • 著者名/発表者名: Seino, Y., Ogata, H., Maekawa, R., Iida, A., Harada, N., Miki, T., Inagaki, N., Tsunekawa, S., Seino, S., Oiso, Y., Hamada, Y.
  • 雑誌名: J Diabetes Investig 巻: in press ページ: in press
  • DOI: in press
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] グルカゴン抑制作用を有する抗糖尿病薬 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三木隆司
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 33 ページ: 908-913
• [雑誌論文] KATP channel as well as SGLT1 participates in GIP secretion in the diabetic state. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ogata, H., Seino, Y., Harada, N., Iida, A., Suzuki, K., Izumoto, T., Ishikawa, K., Uenishi, E., Ozaki, N., Hayashi, Y., Miki, T., Inagaki, N., Tsunekawa, S., Hamada, Y., Seino, S., Oiso, Y.
  • 雑誌名: J Endocrinol 巻: 222 ページ: 191-200
  • DOI: doi: 10.1530/JOE-14-0161.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Murine insulinoma cell-conditioned medium with ΒETA2/Neurod1 transduction efficiently induces the differentiation of adipose-derived mesenchymal stem cells into β-like cells both in vitro and in vivo. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawamoto, K., Yabe, S., Konno, M., Ishii, H., Nishida. N., Jun Koseki, J., Fukuda, S., Tomimaru, Y., Hama, N., Wada, H., Kobayashi, S., Eguchi, H., Tanemura, M., Ito, T., Lee, E-Y., Mukai, E., Miki, T., Doki, Y., Mori, M., Hamazaki, T., Nagano, H., Okochi, H.
  • 雑誌名: J Stem Cell Res Ther 巻: 4 ページ: -
  • DOI: http://dx.doi.org/10.4172/2157-7933.1000221
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Enhanced vascular endothelial growth factor signaling in islets contributes to β cell injury and consequential diabetes in Spontaneously Diabetic Torii rats. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mukai E, Ohta T, Kawamura H, Lee EY, Morita A, Sasase T, Miyajima K, Inagaki N, Iwanaga T, Miki T.
  • 雑誌名: Diabetes Res Clin Pract 巻: 106 ページ: 303-311
  • DOI: doi: 10.1016/j.diabres.2014.08.023.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] GLP-1の膵α細胞における作用とその機序 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三木隆司
  • 雑誌名: 内分泌糖尿病代謝内科 巻: 38 ページ: 424-430
• [学会発表] Metabolite sensing and regulation of glucose metabolism in liver. Symposium in A better understanding of liver metabolism by multifaceted approaches (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Miki, Eun Young Lee, Yasuhiko Minokoshi
  • 学会等名: 第92回日本生理学会大会
  • 発表場所: 神戸交際会議場（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-03-21
  • 招待講演
• [学会発表] Dual roles of a DPP-4 inhibitor on cytoprotection and proliferation of pancreatic β-cells in a mouse model of β-cell injury/regeneration. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mukai, E., Morita, A., Hiratsuka, A., Takatani, T., Lee, EY., Miki, T.
  • 学会等名: 50th EASD Annual Meeting
  • 発表場所: Vienna (Austria)
  • 年月日: 2014-09-19
• [学会発表] Mechanism and physiological roles of glucose sensing in enteroendocrine cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Lee, EY., Zhang, X., Miki, T.
  • 学会等名: 50th EASD Annual Meeting
  • 発表場所: Vienna (Austria)
  • 年月日: 2014-09-16
• [学会発表] 単糖類はKATPチャネル依存性の経路と非依存性の経路によりGIP分泌を惹起する (2014)
  • 著者名/発表者名: 尾方秀忠、清野祐介、原田範雄、飯田淳史、鈴木和代、泉本貴子、石川孝太、上西栄太、尾崎信暁、林良敬、三木隆司、稲垣暢也、清野進、濱田洋司、恒川新、大磯ユタカ
  • 学会等名: 第57回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 大阪交際会議場（大阪府、大阪市）
  • 年月日: 2014-05-24
• [学会発表] 腸内分泌L細胞のグルコース感知と脳への情報伝達 (2014)
  • 著者名/発表者名: 李恩瑛 、張錫麟、 三木隆司
  • 学会等名: 第57回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 大阪交際会議場（大阪府、大阪市）
  • 年月日: 2014-05-24
• [学会発表] DPP-Ⅳ阻害薬による膵β細胞死抑制と増殖促進-膵β細胞傷害/再生マウスを用いた検討- (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田亜州華、向英里、平塚文乃、高谷具純、李恩瑛、三木隆司
  • 学会等名: 第57回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 大阪交際会議場（大阪府、大阪市）
  • 年月日: 2014-05-22
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.m.chiba-u.ac.jp/class/physiol/index.html