新規糖尿病発症機構:小胞体ストレス応答による膵β細胞アポトーシス機序の解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14370339
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 荒木 栄一 熊本大学, 医学部, 教授 (10253733)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西川 武志 熊本大学, 医学部, 助手 (70336212) ; 榊田 典治 熊本大学, 医学部, 講師 (50170577)
• Keywords: 小胞体ストレス / アポトーシス / 糖尿病 / CHOP / Akitaマウス / MIN6

Research Abstract

平成14年度の研究により小胞体ストレス応答による膵β細胞アポトーシス機序の解析において新たに以下の知見を明らかにした。
小胞体ストレスで誘導されアポトーシスを起こす転写因子CHOPを遺伝的に破壊したマウスと小胞体ストレスにより糖尿病を起こすマウスであるAkitaマウス(Ins2遺伝子にC96Y変異を有する)を交配することにより、C96Y変異に関して野生型、ヘテロ変異、ホモ変異のいずれかの遺伝子型を有し、CHOP遺伝子に関しても野生型、ヘテロ欠損、ホモ欠損のいずれかの遺伝子型を有する合計9系統のマウスを作製した。これらのマウスを用いて糖尿病発症におけるCHOPの関与を検討したところ、C96Y変異をホモに有するマウスではCHOPを欠損しても糖尿病は発症したが、C96Y変異をヘテロに有するマウスではCHOPを欠損することにより糖尿病発症を明らかに遅延させた。また、このマウスは、インスリン分泌能が保持され、形態学的にも膵ラ氏島のサイズが保たれており、膵β細胞におけるCHOPの発現は認められず、アポトーシスも起こっていなかった。
細胞レベルにおける研究では、マウス膵β細胞由来のMIN6細胞にC96Y変異を発現させてアポトーシスや小胞体ストレス関連遺伝子の誘導の有無を解析した。この結果、C96Y変異を発現させた細胞は形態的、Hoechst33258染色性、DNA ladder、Annexin Vの染色性の解析よりCHOPを介したアポトーシスを起こすことが明らかとなった、一方、正常プロインスリン発現細胞はアポトーシスを起こさなかった。
以上のことから、小胞体ストレスが膵β細胞におけるアポトーシスを個体レベルと細胞レベルの両方において誘導し、個体レベルではこのアポトーシス経路の阻害により糖尿病発症が抑制されることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] E.Araki, et al.: "Endoplasmic Reticulum Stress and Diabetes Mellitus"Internal Medicine. 42. 7-14 (2003)
• [Publications] S.Oyadomari, et al.: "Endoplasmic reticulum stress-mediated apoptosis in pancreatic β-cells"Apoptosis. 7. 335-345 (2002)
• [Publications] S.Oyadomari, et al.: "Targeted disruption of the Chop gene delays endoplasmic reticulum stress-mediated diabetes"J.Clin.Invest.. 109. 525-532 (2002)