オートファジー不全と膵β細胞機能不全を繋ぐ新規遺伝子の同定と機能解析

一个连接自噬缺陷和胰腺β细胞功能障碍的新基因的鉴定和功能分析

基本信息

批准号：
19K18014
负责人：
鈴木路可
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Juntendo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K18014/
关键词：
オートファジー β細胞糖尿病 Sprr1a 膵β細胞

项目摘要

オートファジーは蛋白分解機構の一つであり、生体の恒常性維持に重要な役割を担っている。以前我々は胎生期から膵β細胞でオートファジーを欠失させたマウスでは、耐糖能異常が誘導されることを報告したが、その背景にある分子機構は不明であった。そこで、本研究ではβ細胞特異的かつ時期特異的にオートファジー不全を誘導するための新規遺伝子改変マウス(iβAtg7KO)を作製した。2週間オートファジー不全を誘導したマウス(iβAtg7KO-2W)では、耐糖能は対照同胞マウスと同等であったが、6週間オートファジー不全を誘導したマウス(iβAtg7KO-6W)ではインスリン分泌不全を伴う高血糖を認めた。これらの知見はオートファジー不全の蓄積がβ細胞不全を引き起こすことを示している。次に、iβAtg7KO-2W, iβAtg7KO-6W、および対照マウスの膵島を単離し、RNA sequencingを行なった。オートファジー不全は誘導されているが、耐糖能は正常であるiβAtg7KO-2Wにおける遺伝子発現プロファイルを解析し、最も発現変化の大きいSprr1aに注目し解析を行なった。βTC3、INS-1といったβ細胞株においてAtg7の発現をknockdownすると、いずれの細胞株でもSprr1aの発現が亢進していた。またINS-1細胞において、Atg7 のknockdownと同時にSprr1aをknockdownすると、対照群 (Atg7単独をknockdown)に比較してAtg7, Sprr1aの両方をknockdownした細胞では、細胞数が有意に減少することが確認された。以上の結果を踏まえ、Sprr1aがin vivoにおいてもオートファジー不全下のβ細胞で細胞保護的な役割を果たしている可能性を考えfloxed Sprr1aマウスを作出し、現在iβAtg7KOマウスとの交配を進めている。

Autophagi是蛋白质分解机制之一，在维持同性恋中起着重要作用。早些时候，我们报道说，从胎儿时期开始在胰腺β细胞中丧失自噬的小鼠被诱导诱导耐糖异常，但其背后的分子机制却未知。因此，在这项研究中，创建了一种新的基因修饰的小鼠（IβATG7KO），以专门诱导自噬功能障碍，专门在特定时间内诱导。小鼠（IβATG7KO-2W）诱导自噬衰竭两周，具有与对比鲜明的小鼠相同的糖耐性，但是诱导自噬失败6周的小鼠（IβTG7KO-6W）伴有胰岛素分泌。观察到高血糖。这些发现表明，自噬衰竭的积累会导致β细胞衰竭。接下来，通过分离的IβATG7KO-2W，IβATG7KO-6W和对比小鼠的胰岛进行RNA测序。诱导了自噬型衰竭，但耐糖为正常，并且在IβATG7KO-2W中分析了基因表达谱，该基因表达谱进行了分析，该基因表达分析，重点是SPRR1A，该SPRR1A的表达变化最大。当ATG7在β-Cell（例如βTC3和INS-1）中的表达被敲低时，两个细胞中SPRR1A的表达均得到增强。同样，在INS-1细胞的情况下，如果与ATG7的敲低同时敲除SPRR1A，则证实与对照组相比，ATG7和SPRR1A敲低的细胞被确认，细胞计数显着降低（ATG7）一个人是击倒的）。基于上述结果，考虑到SPRR1A在自噬衰竭下在β细胞中扮演细胞保护作用的可能性，并且目前正在与IβATG7KO小鼠交叉，因此创建了Floxed Sprr1a小鼠。