糖尿病膵β細胞糖代謝変換における一次繊毛ヘッジホッグシグナルの重要性

原发性纤毛刺猬信号在糖尿病胰腺β细胞葡萄糖代谢转化中的重要性

基本信息

批准号：
21K08537
负责人：
向英里
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Ritsumeikan 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

项目摘要

膵β細胞からのインスリン分泌には細胞内グルコース代謝が重要であり、ATP産生障害はインスリン分泌不全を引き起こす。一方、一次繊毛におけるヘッジホッグ(Hh)シグナルは発生や分化に重要なシグナルであるが、従来のcanonical signalingに加えて、近年遺伝子発現を介さないnon-canonical signalingの存在が示されており、細胞内代謝に関わっていることが知られている。一次繊毛関連遺伝子が糖尿病発症とも関連があることから、本研究では、Hhシグナルの膵β細胞における糖尿病でのグルコース代謝異常に対する関与を検討し、糖尿病発症における新たな代謝障害分子メカニズムを明らかにする。各Hhシグナル刺激薬による膵β細胞株MIN6細胞からのインスリン分泌を検討したところ、ShhやGSA-10ではグルコース刺激によるインスリン分泌に変化はみられなかったが、Cyclopamineでは有意に増強された。また、単層培養のみならず、hanging drop法によって作製した偽膵島からのインスリン分泌においても同様の結果が示された。non-canonical signalingの下流因子であるAMPKについて検討したところ、Shh、GSA-10、Cyclopamineのすべてでリン酸化の増加が認められた。一方、canonical signalingで活性化されるGli1の発現を検討したところ、1時間および24時間で発現には大きな影響を与えなかった。以上のことより、インスリン分泌にはAMPK以外のnon-canonical signalingの因子が関与していること、また各刺激薬はcanonical signalingでは作用が異なることから、canonical signalingとして考えられている何らかの因子がインスリン分泌に関与している可能性が考えられた。

细胞内葡萄糖代谢对于胰腺β细胞的胰岛素分泌很重要，而ATP产生损害会导致胰岛素分泌衰竭。另一方面，原发性纤毛中的刺猬（HH）信号是开发和分化的重要信号，但是除了常规的规范信号传导外，近年来已经显示了不介导基因表达的非典型信号传导的存在，并且已知与细胞内代谢相关。由于原发性纤毛相关的基因也与糖尿病的发育有关，因此该研究检查了HH信号在胰腺β细胞中涉及糖尿病中葡萄糖代谢异常的糖尿病，揭示了代谢性疾病在糖尿病发育中的新分子机制。当通过每种HH信号刺激剂中胰腺β细胞MIN6细胞中胰岛素分泌时，在葡萄糖刺激的胰岛素分泌中未观察到变化，但是环最好可显着增强。除了单层培养物外，在悬挂液滴法产生的伪世是胰岛素分泌中也显示了类似的结果。当我们检查AMPK是非经典信号传导的下游因素时，我们发现在所有SHH，GSA-10和环果胺中都观察到磷酸化的增加。另一方面，当我们研究Gli1的表达（通过规范信号传导激活）时，它对1小时24小时的表达没有显着影响。从上面可以看出，AMPK以外的非典型信号传导因子参与胰岛素分泌，并且每种刺激剂对规范信号传导都有不同的影响，因此某些被认为是规范信号的因子可能与胰岛素分泌有关。