膵β細胞におけるグルコース応答性インスリン翻訳調節機構の解明

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インスリンは膵臓のβ細胞から分泌される、血糖値（血液中のグルコース濃度）を調節するホルモンである。β細胞はグルコース濃度の上昇に応答してインスリンを分泌するとともに、インスリンの生合成を増加させ、分泌によって減少したインスリンを補充する。グルコースによるインスリン生合成の増加は、インスリンmRNAからタンパク質を合成する翻訳の増加に依存しているが、その分子機構は不明である。本研究の目的は、インスリンのグルコースによる翻訳制御に必要な遺伝子領域を明らかにすることである。本研究では、β細胞におけるインスリンのグルコースによる翻訳制御に重要であると考えられているインスリン遺伝子の非翻訳領域 (UTR) を改変し、インスリン生合成に与える影響を評価する。これまでヒトのβ細胞の培養細胞ではグルコース応答性インスリン生合成は観測されていないため、マウスβ細胞株であるMIN6細胞を用いることにした。マウスにはインスリン遺伝子が2つ (Ins1とIns2) 存在する。両遺伝子のUTRの配列には、相同性が高い領域もあるが、異なる領域もあるので、改変するUTR領域を選択するには、両遺伝子のグルコース応答性が同じかどうかを明らかにする必要がある。それぞれのmRNAの翻訳のグルコース依存性を評価するためには、もう片方のインスリン遺伝子を欠損させたMIN6細胞を用いる必要がある。そこで、Ins1欠損MIN6細胞およびIns2欠損MIN6細胞をCRISPR/Cas9によるゲノム編集を用いて作製しようとしたが、昨年度は成功せず、ゲノム編集方法を変更して作製をやり直した。その結果、Ins1ヘテロ欠損MIN6細胞およびIns2ヘテロ欠損MIN6細胞を得ることができた。