膵α細胞におけるSirt1の発現低下はグルカゴン分泌異常を引き起こす

胰腺α细胞中Sirt1表达减少导致胰高血糖素分泌异常

• 批准号: 22K08643
• 负责人: 菊池 司
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K08643/
• 关键词: グルカゴン; Sirt1; グルカゴン; Sirt1

本研究では糖尿病におけるグルカゴン分泌異常の発症機序としてSirt1に着目し、「エネルギーセンサー分子であるSirt1の高血糖曝露下での発現・活性の低下がα細胞におけるグルカゴン分泌異常を引き起こす」という仮説を立てた。そこでα細胞特異的Sirt1遺伝子改変マウスを作成し、表現型解析を行った。解析には①LC-MS/MSによる高特異性グルカゴン濃度測定法、②グルコースクランプ法、③セルソーターを用いた単離α細胞の回収という3つの手法を用いることとした。α細胞特異的Sirt1欠損マウスではα細胞量の有意な増加を認め、全膵臓中のグルカゴン含量も有意に増加していた。しかしながら空腹時、自由摂食時の血糖値および血中グルカゴン濃度は正常であった。糖負荷試験の結果もコントロールマウスと差が認められなかった。一方でインスリン負荷試験の結果、低血糖からの回復が遅延し、血中グルカゴン濃度はむしろ有意に減少し、α細胞量の増加と矛盾した結果を示した。そこでグルコースクランプ法を用いて低血糖を長期持続させたところ、低血糖誘導早期においてはSirt1欠損マウスで血中グルカゴン濃度が低下し内因性糖産生の抑制が見られ、後期においては血中グルカゴン濃度が上昇し内因性糖産生の促進が見られるという、早期と後期での逆転が見られた。またα細胞培養株へのSirt1阻害薬の添加実験では、グルカゴン分泌の低下とUCP2発現の増加が見られた。以上のことから、Sirt1はα細胞において細胞の分化・増殖を抑制する一方、UCP2の発現抑制を介して低血糖時のグルカゴン分泌を制御している可能性が示唆された。またSirt1欠損マウスはα細胞量の増加と低血糖時のグルカゴン分泌の障害という糖尿病で見られるグルカゴン分泌異常と合致した表現型を示した。糖毒性下でのSirt1の発現低下がグルカゴン分泌異常の原因の一つである可能性が考えられる。

在这项研究中，我们专注于SIRT1，是一种在糖尿病中发展异常胰高血糖素分泌的机制，并假设“在高血糖暴露下，SIRT1的表达和活性降低了SIRT1的表达和活性，会导致高血糖症，导致α细胞中异常胰高血糖素的分泌。”因此，制备了α细胞特异性SIRT1修饰的小鼠，并进行了表型分析。使用三种方法进行分析：1）使用LC-MS/MS，2）葡萄糖夹紧方法和3）使用细胞分类器回收分离的α细胞。 α细胞特异性SIRT1缺陷型小鼠的显着增加显示出α细胞量的显着增加，并且整个胰腺中的胰高血糖素含量也显着增加。但是，禁食期间血糖水平和血糖水平正常。葡萄糖耐量试验的结果与对照小鼠的结果没有不同。另一方面，胰岛素耐受性测试的结果延迟了从低血糖中恢复，血糖浓度显着降低，从而导致α细胞体积增加的矛盾作用。因此，当使用葡萄糖夹方法长时间保持低血糖时，在低血糖诱导的早期SIRT1缺陷型小鼠中，血糖浓度降低了，并且在晚期阶段和内源性胰高血糖素浓度升高，而血糖浓度则增加了，这显示出早期和后期的早期和后期较早的阶段。此外，添加到α细胞培养菌株中的SIRT1抑制剂的实验显示胰高血糖素分泌的降低和UCP2表达的增加。从以上提出，SIRT1抑制了α细胞中的细胞分化和增殖，同时还通过抑制UCP2的表达来控制低血糖期间胰高血糖素的分泌。缺乏SIRT1的小鼠还显示出与糖尿病中观察到的异常胰高血糖素分泌一致的表型，这是降低性血糖期间α细胞质量的增加和胰高血糖素分泌受损的表型。在葡萄糖毒性下SIRT1表达的降低可能是胰高血糖素分泌异常的原因之一。