| 研究課題/領域番号 |
25670158
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的萌芽研究
|
| 研究機関 | 山形大学 |
|---|
研究代表者 |
中島 修 山形大学, 医学部, 教授 (80312841)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| キーワード | 5-アミノレブリン酸 / ALAS1 / ヘム / 耐糖能異常 / インスリン抵抗性 / 遺伝子破壊マウス |
|---|
| 研究概要 |
ALAS1+/-マウスに対する経口耐糖能試験（OGTT）およびインスリン負荷試験（ITT）により、耐糖能異常およびインスリン抵抗性が生後15週前後から惹起されることを明らかとした。なお、OGTTにおける、ALAS1+/-マウスでの血清インスリンレベルは野生型と同等であることがわかり、ALAS1+/-マウスでのインスリン分泌に異常が無いことが示唆された。
ALA経口投与実験から、ALAS1+/-で認められた耐糖能異常およびインスリン抵抗性は、1週間の5-アミノレブリン酸（ALA）の経口投与により野生型レベルまで改善されることを確認した。また、ALAS1+/-マウスに対して、ALAと同時にクエン酸第一鉄を投与した場合は、ALAと鉄との相乗的な、耐糖能異常への治療効果は認められなかった。一方、ALAの耐糖能異常に対する治療効果は、投与後1週間の通常飼育後には、ALAS1+/-マウスに耐糖能異常が観察されるようになることから、可逆的であることが示唆された。これらの結果から、ALAS1+/-マウスでの耐糖能異常およびインスリン抵抗性はALA欠乏によって惹起されることが示唆され、持続的な耐糖能異常の改善には持続的なALAの投与が必要であることが示唆された。
骨格筋において、インスリン依存的にグルコース取込を担うGlut4の発現解析を行ったところ、OGTTにおいて、グルコース投与後のGlut4のタンパクレベルは野生型と大差ないものの、形質膜への局在が認められる筋線維の割合が野生型と比較して、有意にやや減少していることが分かった。さらに、蛍光グルコース誘導体である2-NBDGを用いて、グルコース負荷後の、グルコースの取込を評価したところ、野生型と比較して、半減していることが明らかとなった。以上の結果から、ALAS1+/-マウスの骨格筋でのインスリン依存的グルコース取込に異常があることが示唆されたが、Glut4が関与しているかは不明である。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
現在までに、ALAS1+/-マウスの糖代謝に関する基本的な表現型解析が終了しており、ALAS1+/-マウスにおける耐糖能異常がインスリン抵抗性に、少なくとも骨格筋のインスリン抵抗性が関与していることを明らかにした。また、ALA投与実験から、ALAS1+/-マウスにおける耐糖能異常およびインスリン抵抗性がALA欠乏によって惹起されることを明らかにしたことから、基本的な表現型解析とその発症機構を解明しているため。
|
| 今後の研究の推進方策 |
ALAS1+/-マウスにおける耐糖能異常がインスリン抵抗性を惹起させる、分子メカニズムについては、現状ではまだ不明な点が多く、細胞内へのグルコース取込の障害がどのようなメカニズムで惹起されるかを明らかにしていく。マウス組織のみの解析では限界があるため、ALAS1+/-マウスからマウス胚性幹細胞（MEF）を樹立して、分子生物学的解析を加速させる。また、筋肉系培養細胞C2C12株に対して、ALAS1 mRNAに対するshRNA安定発現株の樹立を行い、ALAS1欠損筋肉細胞におけるインスリン抵抗性の分子メカニズムの解析に利用する。
また、ALAから最終的に細胞内で合成されるヘムと、ALAS1+/-マウスにおけるインスリン抵抗性との関係についても、HO1過剰発現マウスを利用しつつ、明らかにしていく。
研究計画では触れていなかったが、マウスにおけるALAS1遺伝子の分子異常が、インスリン抵抗性を惹起させたことから、ヒト糖尿病患者でも同様の分子病態をもつ可能性が浮上したため、山形大学医学部第三内科と、共同研究を行い、ヒトにおけるALAS1遺伝子の分子異常の探索を行う。
|
