骨格筋由来細胞外小胞による糖尿病機序解明、治療への応用

利用骨骼肌来源的细胞外囊泡阐明糖尿病机制和治疗应用

基本信息

批准号：
22K08666
负责人：
齋藤従道
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

项目摘要

これまで我々は培養骨格筋細胞に伸展刺激を加え、分泌される細胞外小胞（EVs: Extracellular Vesicles）が骨格筋や脂肪細胞において糖取り込促進作用があることを見いだしている。また、伸展刺激により分泌されるEVs(Stretch EVs)、基底状態において分泌されるEVs(Basal EVs)をラベリングし、両方のEVsが直接脂肪細胞に取り込まれていることを確認できている。つまり、Stretch EVs内に糖取り込みを促進する分子が存在し、EVsが脂肪細胞に取り込まれることによって、他細胞の糖取り込み機構を制御していることが明らかとなった。本研究では骨格筋細胞から分泌され、脂肪細胞の糖取り込みを制御する因子の同定、解析を主目的としている。これまでに糖取り込みに関与する可能性のあるAMP-activated protein kinase (AMPK) やGlucose transporter 4 (Glut4)の発現において、EVsを受け取る脂肪細胞や骨格筋細胞内で発現量が変化することを報告してきた。さらに、培養骨格筋細胞から分泌されたStretch EVsをマウスに投与したところ、マウス骨格筋でのGlut4の発現量が上昇することが確認できた。この予備実験から伸展刺激を加えた骨格筋培養細胞で得られたEVsがin vivoで作用することを初めて証明できた。そして最終的には糖取り込みを制御する分子の発現を変化させたEVsを人工的に作成し、多量に精製し、生体内に投与することにより糖代謝を改善する方法（糖尿病を改善する治療法）を模索している。

迄今为止，我们发现，当培养的骨骼肌细胞受到拉伸刺激时，分泌的细胞外囊泡（EV）具有促进骨骼肌和脂肪细胞糖摄取的作用。此外，我们还标记了拉伸刺激分泌的 EV（Stretch EV）和基础状态分泌的 EV（Basal EV），并确认这两种 EV 都直接被脂肪细胞摄取。换句话说，很明显，Stretch EV 中存在促进糖摄取的分子，并且 EV 在被脂肪细胞吸收时控制其他细胞的糖摄取机制。这项研究的主要目的是识别和分析骨骼肌细胞分泌的控制脂肪细胞糖摄取的因子。我们之前已经报道过，AMP 激活蛋白激酶 (AMPK) 和葡萄糖转运蛋白 4 (Glut4) 的表达水平可能与接受 EV 的脂肪细胞和骨骼肌细胞的葡萄糖摄取、变化有关。此外，当将培养的骨骼肌细胞分泌的Stretch EV给予小鼠时，证实小鼠骨骼肌中Glut4的表达水平增加。通过这个初步实验，我们首次证明了从培养的骨骼肌细胞中获得的EV在受到拉伸刺激后在体内发挥作用。最后一步是人工制造改变了控制葡萄糖摄取的分子表达的 EV，大量纯化它们，并将它们注入活体中以改善葡萄糖代谢（一种改善糖尿病的治疗方法）。