カルシウム感知受容体が膵β細胞および腸管上皮細胞機能の調節に果たす役割の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K16234
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 倉橋 清衛 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (30567342)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 糖尿病 / 膵β細胞 / Ca感知受容体

Outline of Annual Research Achievements

これまでの検討では、恒常的にCaSRシグナルが活性化するヒト活性型変異CaSR(A843E)を導入した常染色体優性低Ca血症1型(ADH1)モデルマウス(ADH-KIマウス)では耐糖能の悪化が認められることがわかっていた。また、CaSRシグナルの恒常的活性化による耐糖能悪化の一部は低PTH血症および低Ca血症を介するが、低PTH血症および低Ca血症を介さない機序もあることが示唆されていた。既報ではADH-KIマウスの耐糖能悪化には膵島における膵β細胞量の減少がかかわると報告されているが、研究代表者の検討では免疫組織化学染色による病理組織検査で、野生型マウスとくらべADH-KIマウスの膵島におけるインスリン陽性細胞とグルカゴン陽性細胞の形態的な変化は認められなかったこと、単離膵島を用いた検討で膵島1個当たりのインスリン含量は野生型マウスとADH-KIマウスで差がなかったが、単離膵島１個当たりのインスリン分泌が野生型マウスよりADH-KIマウスで低下していたことから、CaSRシグナルの恒常的活性化によるインスリン分泌低下の機序は膵β細胞量の減少ではなく膵β細胞のインスリン分泌機構の障害によるものと考えられた。一方、グルコース応答性インスリン分泌（GSIS）が低下した膵β細胞株MIN6とマウス骨髄から採取した間葉系幹細胞(MSC)を共培養し、MIN6にMSCからミトコンドリアを供与したところMIN6のGSISが回復した。ミトコンドリアは小胞体と並ぶ細胞内Caストアであり、CaSRシグナルの恒常的活性化によるインスリン分泌機構の障害にミトコンドリアが関与している可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究計画に以下の①～③の検討を挙げた。①膵島における持続的なCaSRシグナルがインスリンおよびグルカゴン分泌機構に与える影響を明らかにする。②腸管上皮における持続的なCaSRシグナルがインクレチン分泌機構あるいはブドウ糖吸収に与える影響を明らかにする。③薬物的なCaSRシグナルの調節によるホルモン分泌能とブドウ糖吸収能の変化を明らかにする。①に関して、先行研究でCaSRシグナル過剰が膵β細胞量の減少によりインスリン分泌低下を引き起こすと報告があるのに対し、我々はCaSRシグナル過剰が膵β細胞の現象ではなくインスリン分泌機構を障害するという新たな機序を見出した。また、③に関してCaSRのアンタゴニストであるCalcilyticsがADH-KIマウスのCaSRシグナル過剰による耐糖能異常を改善させるのみならず、野生型マウスでも耐糖能の改善効果を示す結果を得ており、糖尿病の新たな治療薬の創薬候補となる可能性を見出した。②③に関しては現在検討中である。さらに、当初の研究計画になかった検討でインスリン分泌機構の障害にミトコンドリアの関与が示唆される結果が得られている。以上から、研究はおおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

最終年度であるため、これまで得られた結果をもとに論文投稿を準備中である。CaSRシグナルの恒常的活性化によるインスリン分泌低下の機序について、インスリン分泌機構とミトコンドリアの観点から研究結果を論文等にまとめて報告する。腸管上皮における持続的なCaSRシグナルがインクレチン分泌機構あるいはブドウ糖吸収に与える影響を明らかにする点については継続的に検討を進める。

Causes of Carryover

新型コロナウイルス感染症流行のため学会等の旅行費の支出がなかったため、次年度使用額が生じた。次年度も旅行費の支出の見込みが少ないため、実験試薬等の物品費に充てる予定である。