肝インスリン‐脳レプチン作用間の新規臓器連関での分子機序と生理的/病的意義の解明

阐明肝胰岛素与脑瘦素作用之间新型器官联系的分子机制和生理/病理意义

• 批准号: 21K08522
• 负责人: 高橋 圭
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tohoku 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-21K08522/
• 关键词: 臓器連関; 肝臓; インスリン; インスリン作用; エネルギー代謝; 臓器間ネットワーク

生物は、食べ物が足りない状況になると、無駄なカロリーの消費を減らしたり、食欲を増やしたりして生命を維持するが、どのような仕組みでこのような反応が生じるのかは、十分に分かっていない。そこで今回、このような体に備わっている仕組みの解明に取り組んだ。食べ物を食べると、膵臓からインスリンというホルモンが血液中に分泌される。食べ物が足りない場合はこの逆で、インスリンの分泌が減り血液中のインスリン濃度が低下する。研究代表者らは、肝臓がインスリン濃度の減少を感知し、sLepRというタンパクを血中に放出することを見出した。そして、放出されたsLepRが、レプチンというホルモンを捕捉して、レプチンが有している「カロリー消費を亢進したりする働きや食欲を抑制する働き」を止めることにより、カロリー消費を抑え、食欲を増やしていることを発見した。さらに、食物の摂取が不足した際の生命の維持において、重要な役割を果たしていることを予想して、sLepRを分泌できないようにしたマウスを作成した。すると、肝臓からのsLepRを分泌がなくなると、食物摂取不足の状態でもカロリー消費が節約できず、その結果、生命を維持できなくなった。すなわち、カロリー摂取の減少を肝臓が感知して生命を守る信号を送っているというこれまで知られていなかった仕組みを解明できた。さらに、この肝臓から分泌されるsLepRの血液中の濃度は、糖尿病の患者で血糖値が高い時にも増加していることを見出した。肝臓でのインスリンの効きがわるくなると血糖値が上昇するが、この仕組みがsLepRの血液中の濃度を上げていると考えられる。これまで、血糖値が上昇している時に食欲の亢進が生じやすいことが報告されてたが、その理由は明らかになっていなかった。今回の発見は、その理由の一つと考えられ、糖尿病患者が食べ過ぎることを防ぐ方法への応用に繋がることが期待される。

当生物在食物上变得短缺时，他们通过减少浪费的卡路里消费和增加食欲来维持自己的生活，但尚不完全了解这种反应将如何发生。因此，这次，我们致力于阐明该机构中存在的机制。当您吃食物时，胰腺将一种称为胰岛素的激素分泌到血液中。如果您没有足够的食物，则相反，这会减少胰岛素的分泌并降低血液胰岛素浓度。研究人员发现，肝脏会感觉到胰岛素浓度的降低，并释放出称为SLEPR的蛋白质中的血液。我们发现释放的SLEPR捕获了激素瘦素，并停止了瘦素所拥有的“增加卡路里消耗并抑制食欲的活动”，从而抑制了卡路里消耗和增加的食欲。此外，无法创建无法分泌SLEPR的小鼠，预测它们在缺乏食物摄入量的情况下将在维持生命中发挥重要作用。如果肝脏不分泌SLEPR，即使您的食物摄入不足，也将无法节省卡路里的支出，因此，您将无法维持自己的生活。换句话说，我们已经能够理解以前未知的机制，在这种机制中，肝脏会感觉到卡路里摄入量的减少并发送信号以保护生命。此外，发现从糖尿病患者的血糖水平较高的情况下，从肝脏分泌的SLEPR的血液浓度也会增加。当肝脏中的胰岛素有效时，血糖水平升高，这种机制被认为会增加SLEPR的血液浓度。到目前为止，据报道，当血糖水平升高时，食欲增加的可能性更大，但尚未透露其原因。该发现被认为是造成这种情况的原因之一，希望它将应用于防止糖尿病患者过多进食的方法。

项目成果

新しい医療技術 デザイン思考を用いた医療機器開発

新医疗技术运用设计思维进行医疗器械开发

• DOI: 10.18888/se.0000001948
• 发表时间: 2021
• 期刊: 整形･災害外科
• 作者: 中川 敦寛;小鯖 貴子;高橋 圭;峯村 遥香;池野 文昭;冨永 悌二
• 通讯作者: 冨永 悌二

糖尿病専門医のインスリン治療を学習した人工知能アルゴリズムの開発

开发人工智能算法，向糖尿病专家学习胰岛素治疗

• 发表时间: 2022
• 作者: 高橋 圭;朝倉 敬喜;加藤 翔;児玉 慎二郎;外川 遼介;清家 準朗;木幡 将人;遠藤 彰;黒澤 聡子;穂坂 真一郎;菅原 裕人;川名 洋平;宗像 佑一郎;浅井 洋一郎;金子 慶三;今井 淳太;相馬 知也;宮田 敏男;片桐 秀樹
• 通讯作者: 片桐 秀樹

出産後膵島ではマクロファージが増加し、エフェロサイトーシスにより膵β細胞量減少を促進する

出生后胰岛中的巨噬细胞增加，并通过胞吞作用促进胰腺β细胞量减少。

• 发表时间: 2021
• 作者: 遠藤 彰;今井 淳太;井泉 知仁;川名 洋平;菅原 裕人;木幡 将人;児玉 慎二郎;高橋 圭;金子 慶三;片桐 秀樹
• 通讯作者: 片桐 秀樹

臓器間ネットワークによる代謝調節に着目した糖尿病の病態 肝臓のインスリン作用の減弱に起因し個体レベルのエネルギー代謝を制御する新規の肝臓-脳-褐色脂肪組織連関の発見

糖尿病病理学侧重于器官间网络的代谢调节发现一种新型的肝-脑-棕色脂肪组织联系，由于肝脏中胰岛素作用的减弱，该联系控制个体水平的能量代谢

• 发表时间: 2021
• 作者: 高橋 圭;山田 哲也;片桐 秀樹
• 通讯作者: 片桐 秀樹