膵β細胞におけるグルコース応答性インスリン翻訳調節機構の解明

阐明胰腺β细胞中葡萄糖反应性胰岛素翻译调节机制

基本信息

批准号：
21K06841
负责人：
山内晶世
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nara Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06841/
关键词：
インスリン翻訳制御翻訳調節

项目摘要

インスリンは膵臓のβ細胞から分泌される、血糖値（血液中のグルコース濃度）を調節するホルモンである。β細胞はグルコース濃度の上昇に応答してインスリンを分泌するとともに、インスリンの生合成を増加させ、分泌によって減少したインスリンを補充する。グルコースによるインスリン生合成の増加は、インスリンmRNAからタンパク質を合成する翻訳の増加に依存しているが、その分子機構は不明である。本研究の目的は、インスリンのグルコースによる翻訳制御に必要な遺伝子領域を明らかにすることである。本研究では、β細胞におけるインスリンのグルコースによる翻訳制御に重要であると考えられているインスリン遺伝子の非翻訳領域 (UTR) を改変し、インスリン生合成に与える影響を評価する。これまでヒトのβ細胞の培養細胞ではグルコース応答性インスリン生合成は観測されていないため、マウスβ細胞株であるMIN6細胞を用いることにした。マウスにはインスリン遺伝子が2つ (Ins1とIns2) 存在する。両遺伝子のUTRの配列には、相同性が高い領域もあるが、異なる領域もあるので、改変するUTR領域を選択するには、両遺伝子のグルコース応答性が同じかどうかを明らかにする必要がある。それぞれのmRNAの翻訳のグルコース依存性を評価するためには、もう片方のインスリン遺伝子を欠損させたMIN6細胞を用いる必要がある。そこで、Ins1欠損MIN6細胞およびIns2欠損MIN6細胞をCRISPR/Cas9によるゲノム編集を用いて作製しようとしたが、昨年度は成功せず、ゲノム編集方法を変更して作製をやり直した。その結果、Ins1ヘテロ欠損MIN6細胞およびIns2ヘテロ欠損MIN6細胞を得ることができた。

胰岛素是胰腺中β细胞分泌的激素，并调节血糖水平（血液中的葡萄糖浓度）。 β细胞分泌胰岛素，以响应葡萄糖浓度升高，增加胰岛素生物合成以及补充胰岛素的分泌减少。葡萄糖胰岛素生物合成的增加取决于从胰岛素mRNA中转化为合成蛋白的增加，但其分子机制尚不清楚。这项研究的目的是阐明葡萄糖对胰岛素翻译所需的遗传区域。在这项研究中，我们修改了胰岛素基因的未翻译区域（UTR），这对于β细胞中葡萄糖诱导的胰岛素的翻译调节很重要，并评估其对胰岛素生物合成的影响。由于在人β细胞培养的细胞中未观察到葡萄糖反应性胰岛素生物合成，因此我们决定使用小鼠β细胞系MIN6细胞。小鼠有两个胰岛素基因（INS1和INS2）。尽管某些区域在两个基因的UTR序列中具有很高的同源性，但也有不同的区域，以选择用于修改的UTR区域，但有必要阐明两个基因的葡萄糖反应性是否相同。为了评估每个mRNA翻译的葡萄糖依赖性，有必要使用具有其他胰岛素基因缺失的MIN6细胞。因此，我们尝试使用使用CRISPR/CAS9进行基因组编辑来生成INS1缺陷型MIN6和INS2缺陷型MIN6细胞，但去年这并不成功，我们更改了基因组编辑方法并重新开始。结果，获得了INS1杂质的MIN6细胞和INS2异核缺陷型MIN6细胞。

项目成果

期刊论文数量（46）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Attenuation of the CD38-cADPR signal system in cardiomyocytes by intermittent hypoxia via upregulation of Pten

Pten 上调导致间歇性缺氧导致心肌细胞中 CD38-cADPR 信号系统减弱

DOI：
10.1016/j.diabres.2023.110267
发表时间：
2023
期刊：
Diabetes Research and Clinical Practice
影响因子：
5.1
作者：
Takasawa S.;Makino M.;Uchiyama T.;Yamauchi A.;Sakuramoto-Tsuchida S.;Itaya-Hironaka A.;Takeda Y.;Asai K.;Shobatake R.;Ota H.
通讯作者：
Ota H.

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