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2015 年度 実績報告書

新たな組織特異的遺伝子改変マウスの樹立による膵β細胞におけるNrf2の機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 26893008
研究機関東北大学

研究代表者

柳下 陽子  東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 産学官連携研究員 (50733838)

研究期間 (年度) 2014-08-29 – 2016-03-31
キーワード糖尿病 / 遺伝子改変 / 酸化ストレス
研究実績の概要

転写因子Nrf2は、酸化ストレスや解毒代謝に必要な生体防御の鍵因子である。膵β細胞におけるNrf2の役割の解明のため、新たな膵β細胞遺伝子改変マウスの作出を目的として研究を実施した。従来の膵β細胞遺伝子改変マウスは組織特異性が低いという問題点を有していたが、マウスIns1遺伝子を利用し、大腸菌人工染色体(BAC)クローンにトランスジーンを組み込んだ新たなCre発現マウスを利用することで、遺伝子改変マウス解析における実験系の問題点克服を目指した。初年度に導入した新規mIns1-Creマウス(マウスIns1遺伝子を含むBACクローンによるCre発現マウス)により、膵β細胞特異的Keap1遺伝子欠失マウスの作出に成功し、続いて膵β細胞におけるNrf2の機能解析を進めた。
mIns-CreマウスとKeap1floxマウスを交配し、膵β細胞特異的Keap1遺伝子欠失マウスを作出した。その結果、mIns-Creによる膵β細胞特異的Keap1遺伝子欠失マウスは、従来のマウスの問題点であった視床下部における遺伝子組換えが引き起こらないことを確認した。その一方で、膵β細胞では高い遺伝子組換え効率が得られた。本マウスに高脂肪食を与え食事誘導性肥満を導入した結果、体重、血糖値および膵島の病理学的所見には大きな変化を認めなかった。一方、ストレプトゾトシン投与による糖尿病発症誘導を行ったところ、mIns-Creによる膵β細胞特異的Keap1遺伝子欠失マウスでは、糖尿病発症がほぼ完全に抑制された。
以上から新規mIns1-Creマウスにより、高い膵β細胞特異性と組換え効率をもつ遺伝子改変が可能となり、これまでの実験系では証明が困難であったストレプトゾトシン投与に伴う膵β細胞障害に対して、Nrf2が抑制作用を示すことが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Nrf2-mediated regulation of skeletal muscle glycogen metabolism.2016

    • 著者名/発表者名
      Uruno A, Yagishita Y, Katsuoka F, Kitajima Y, Nunomiya A, Nagatomi R, Pi J, Biswal S and Yamamoto M
    • 雑誌名

      Mol Cell Biol

      巻: 36 ページ: 未定

    • DOI

      pii: MCB.01095-15

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Keap1-Nrf2 system and diabetes mellitus.2015

    • 著者名/発表者名
      Uruno A, Yagishita Y and Yamamoto M
    • 雑誌名

      Arch Biochem Biophys

      巻: 566 ページ: 76,84

    • DOI

      10.1016/j.abb.2014.12.012

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Keap1-Nrf2システムによるTrsp欠失マウス膵β細胞および視床下部の酸化ストレス防御機構2015

    • 著者名/発表者名
      柳下陽子、福富俊明、宇留野晃、山本雅之
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(神戸)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] 骨格筋におけるNrf2のグリコーゲン代謝制御機構2015

    • 著者名/発表者名
      宇留野晃、柳下陽子、山本雅之
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(神戸)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] Nrf2 regulates glucose metabolism-related genes.2015

    • 著者名/発表者名
      Yoko Yagishita, Akira Uruno, Fumiki Katsuoka, Thomas Kensler, Masayuki Yamamoto
    • 学会等名
      27th Annual UPCI Scientific Retreat
    • 発表場所
      Pittsburgh, USA
    • 年月日
      2015-06-18 – 2015-06-19
  • [図書] Molecular Nutrition and Diabetes2015

    • 著者名/発表者名
      Yagishita Y, Uruno A and Yamamoto M.
    • 総ページ数
      400
    • 出版者
      Elsevier

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公開日: 2017-01-06  

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