Elucidation of the mechanism of pancreatic beta-cell failure in diabetes using comparative biology-based approach

使用基于比较生物学的方法阐明糖尿病胰腺β细胞衰竭的机制

基本信息

批准号：
21H02390
负责人：
横井伯英
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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-21H02390/
关键词：
疾患モデル糖尿病インスリン膵β細胞障害ゲノム編集

项目摘要

本研究では、①膵β細胞障害の遺伝素因の同定、②膵β細胞障害の発症経路の同定、③ゲノム編集による候補変異の検証、④マウス・ラット・ヒトの比較生物学的解析による膵β細胞障害機構の解明について研究を遂行する。今年度は下記の項目について研究を実施した。①膵β細胞障害の遺伝素因の同定：肥満糖尿病モデルZFDMラットと単純肥満モデルZFラットとの交配により作出した戻し交雑仔（N2）のうち肥満を呈するfa/faホモ型のオスのN2仔について、分担者の須山らが開発したSNPタイピングのプラットフォームを用いて約3万個のSNPの遺伝子型判定を行うとともに須山らが開発したエクソーム解析（発現制御領域含む）のプラットフォームを用いて候補遺伝子（変異）を同定した。②膵β細胞障害の発症経路の同定：前年度に引き続き、ZFDMラットおよびKK-Ayマウスについて、随時血糖値が正常な時期および随時血糖値の上昇とともに耐糖能異常が顕在化する時期に膵島を単離し、RNAシーケンス解析により遺伝子発現の経時的変化ならびに発現異常を示す遺伝子の同定を進めた。さらに、新たに確立された肥満糖尿病モデルNSY-Ayマウスを解析対象に加えることとし、体重および血糖値の推移などの基本的な情報を獲得した。③ゲノム編集による候補変異の検証：上記①および②から得られた膵β細胞障害への関与が疑われる1つの候補遺伝子（変異）について、ゲノム編集により野生型アレルへ置換し、膵β細胞障害が抑制されるか否かの検証を進めた。

在本研究中，我们将（1）确定胰腺β细胞损伤的遗传易感性，（2）确定胰腺β细胞损伤的发病机制，（3）通过基因组编辑验证候选突变，以及（4）进行比较生物学研究分析小鼠、大鼠和人类的胰腺 β 细胞损伤。进行研究以阐明细胞损伤机制。今年，我们主要开展了以下几方面的研究。 ① 胰腺β细胞损伤遗传易感性的鉴定：肥胖糖尿病模型ZFDM大鼠与单纯性肥胖模型ZF大鼠杂交产生的回交后代（N2）中，fa/fa纯合雄性的N2后代表现出肥胖，Suyama等。使用Suyama等人开发的SNP分型平台对大约30,000个SNP进行基因分型，并使用Suyama等人开发的外显子组分析平台（包括表达控制区）鉴定候选基因（突变）。 ② 胰腺β细胞损伤发病机制的鉴定：继去年的基础上，对ZFDM大鼠和KK-Ay小鼠的血糖水平正常时和葡萄糖不耐症明显时的胰岛进行了分析。我们分离了该基因，并使用 RNA 序列分析来识别基因表达随时间的变化以及表现出异常表达的基因。此外，我们决定将新建立的肥胖糖尿病模型NSY-Ay小鼠作为分析对象，获得体重和血糖水平变化等基本信息。 ③通过基因组编辑验证候选突变：将上述①、②中获得的1个疑似与胰腺β细胞损伤相关的候选基因（突变）通过基因组编辑替换为野生型等位基因，导致胰腺β细胞损伤我们继续验证是否可以抑制。