2020 Fiscal Year Research-status Report
A novel model of the non-obese diabetes and investigation of immune abnormality
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19K07380
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
斉藤 真一 山形大学, 医学部, 助教 (90536674)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浅尾 裕信 山形大学, 医学部, 教授 (80250744)
中島 修 山形大学, 医学部, 教授 (80312841)
武田 裕司 山形大学, 医学部, 准教授 (90302299)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 5-アミノレブリン酸 / 糖尿病 / インスリン抵抗性 / 加齢 / マクロファージ / 炎症性サイトカイン / 慢性炎症 / LPS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
肥満に起因する慢性炎症は、インスリン抵抗性を惹起させ、2型糖尿病の基本病態となると考えられているが、２型糖尿病の後期には、肥満に関係なく、動脈硬化症や易感染などの合併症を発症する場合もある。一方で、ヘム不足と老化により起こる様々な症状は類似しており、加齢そのものが糖代謝異常に関与することもよく知られている。ヘム量は5-アミノレブリン酸(5-ALA)合成酵素ALASの活性に依存しており、ALAS遺伝子破壊マウス(Alas1+/-マウス)は、ヘム代謝能の低下にともない加齢依存的に糖代謝異常・インスリン抵抗性を発症する。さらに、それら異常が肥満を伴わずに進行するため、当マウスは肥満を伴わないやせ型糖尿病のモデルになると考えた。本研究では、当マウスの免疫機能を評価することで、糖尿病合併症のリスクファクターを探索することを目的とした。
まず、初年度にはAlas1+/-マウス末梢血の免疫細胞プロファイルの解析を行い、顆粒球、特に好中球に着目した。顆粒球細胞数と好中球のROS産生能に異常が見られ、それらが5-ALA投与により改善されることを明らかにし、5-ALAの欠乏が免疫システムの異常に関わる可能性が示唆された。
今年度からは、抗原刺激に対するAlas1+/-マウスの全身的な免疫応答能を評価するために、マウス生体へのリポポリサッカライド(LPS)注射による敗血症ショック実験を実施した。Alas1+/-マウスは野生型マウスに比べて敗血症後の生存率が高く、血漿中IL-6およびTNFα濃度が低下していることを明らかにした。
また、好中球とともに主な自然免疫系の担当細胞である、マクロファージ、樹状細胞に着目し、マウスの骨髄由来細胞を用いて自然免疫機能への5-ALAの効果を検証している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
マウス骨髄由来マクロファージおよび樹状細胞培養系への5-ALA添加実験では、サイトカインの発現量は増加傾向を示すが、反対にマクロファージの代表的機能である貪食作用が弱まることを見出している。また、末梢血由来の白血球細胞を用いたex vivoでのLPS刺激実験でも、5-ALA添加によってサイトカイン産生量が改善されることを明らかにしている。
5-ALAの不足が抗原刺激に対する全身的な免疫応答能を低下させ、5-ALAの補充が抗原提示細胞であるマクロファージや樹状細胞の機能を改善させる可能性が示唆され、これは本研究により得られた新たな知見であると期待している。以上を踏まえ、本研究は現在までのところ、おおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度実施したLPS誘導敗血症実験において、Alas1+/-マウスは野生型マウスと比較し生存率が高いという結果を得た。このことは、Alas1+/-マウスがサイトカインストームのような過剰な免疫反応を起こしにくいと考えることができる。このことは当初予期していなかった結果であるが、インスリン抵抗性・糖尿病と感染症の関わりを考える上で重要であり、社会的意義も高い。よって、「サイトカインストームへの5-アミノレブリン酸(5-ALA)の欠乏と補充による効果の検討」を研究計画に追加し、具体的には、5-ALA投与後のマウスを用いたLPS誘導敗血症実験、週齢の違うマウスを用いてサイトカインの量と種類の加齢による変化の解析を実施する予定である。
また、当初計画通り、非肥満型インスリン抵抗性のバイオマーカーとなる候補遺伝子の探索を継続し、リンパ球ないし顆粒球の遺伝子発現解析を引き続き進めていく。
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| Causes of Carryover |
当初の予定では、研究成果を発表するための国内学会年度大会等の参加を予定しており、国内旅費にその費用を計上していた。しかし、参加予定の大会の現地開催の中止により、旅費の支出がなく、そのため次年度使用が生じた。
本年度分に生じた差引額分は、次年度から追加した「サイトカインストームへの5-アミノレブリン酸(5-ALA)の欠乏と補充による効果の検討」に使用する各種サイトカイン測定キットの購入に充てる予定である。
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Research Products
(1 results)
