2021 Fiscal Year Research-status Report
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21K11698
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
水澤 典子 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 助教 (80254746)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩田 武男 新潟薬科大学, 薬学部, 准教授 (10350399)
大東 いずみ 徳島大学, 先端酵素学研究所, 准教授 (00596588)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 膵島 / ミトコンドリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
インスリンを産生する唯一の細胞である膵ベータ細胞は、その機能が低下することで糖尿病の主要な原因となる。我々は、膵ベータ細胞の未知蛋白を網羅的に探し、マウス膵ベータ細胞株であるMIN6から、Prss53 (protease serine S1 family member 53) を見い出した。Prss53の機能の報告は極めて少なかったが、我々の研究により、マウスではPrss53は主に膵ベータ細胞に高発現し、糖尿病モデルマウスの膵島ではPrss53の発現が低下していたこと、また通常のMIN6細胞内ではミトコンドリア に局在していたことが明らかになったことから、Prss53は膵ベータ細胞を健康に維持するために重要な分子であると考え、Prss53の機能の詳細を解析し、糖尿病をはじめとした疾患との関連を検討している。膵ベータ細胞では、ミトコンドリアで産生されるATPが、インスリン分泌という重要な役割に必須であるが、糖尿病状態を模倣できると予想して細胞株を用いた遺伝子ノックダウンでは、Prss53発現を低下させたMIN6において、ミトコンドリア機能は低下していたが、全体のATP量に変化が認められなかった。また、Prss53蛋白発現低下状態でも、MIN6においてグルコース応答性のインスリン 分泌も低下していなかったことから、ATPがミトコンドリア 以外でも産生されることで、ミトコンドリア 機能低下によるATP低下、およびインスリン 分泌をも補っている可能性が考えられた。本研究では引き続き細胞株を用いるほか、糖尿病モデルマウス等を用い、より詳細なPrss53の機能解析を行う。これにより、膵ベータ細胞の維持のみならず、ミトコンドリア に関与する新たな機構が明らかになる可能性があり、糖尿病に関連する病態の改善への繋がる展開が期待される。
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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
遺伝子ノックダウンによりPrss53発現を低下させたMIN6では、ミトコンドリア 機能の低下は認められたがATPレベルの低下や、グルコース刺激に応答した特徴的なインスリン 分泌に異常は起こらなかった。これには代償的な作用が働いている可能性が考えられたため、詳細をフラックスアナライザーで検証中である。また、Prss53遺伝子過剰発現系を用い、一般的なセリンプロテアーゼ としての酵素活性を検討したが、プラスミン、キモトリプシン様の基質分解は認められなかった。現在はPrss53遺伝子配列中の機能箇所と考えられる部位に変異を導入したプラスミドを複数作製し、引き続き機能の詳細を細胞株を用いて検討している。
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| Strategy for Future Research Activity |
現時点では細胞株を用いた各種機能解析を進めている。特に、MIN6におけるPrss53ノックダウンの影響検討には、長期間の検討は行っていないため今後追加検討する。海外機関において作製されているPrss53ノックアウトマウスの入手を予定していたが、糖尿病モデルマウスにおける詳細な解析と、Prss53の機能に重要だと考えられる遺伝子配列の細胞株を用いた証明と、その部位に注目した変異導入マウスの作製に変更を検討中である。
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| Causes of Carryover |
実験機器の使用料、および細胞株維持のための液体窒素費用は、4月支払いとなるため次年度使用が生じた。
次年度は、本年度より遺伝子導入などの試薬が多く必要になると予想されるため、次年度の本研究費と合わせて使用する計画である。
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