膵β細胞代謝を活性化する新規インスリン分泌促進化合物の標的の同定と作用機序の解明

代表者らは先行研究において、膵β細胞の代謝を活性化しインスリン分泌を促進する新規化合物（Ｘ）を同定している。本研究は、Ｘの標的タンパク質を同定し作用機序を解明することを目的とする。前年度までにケミカルプロテオミクスの手法により、Ｘに結合するタンパク質を網羅的に探索し、3種類のタンパク質をＸの標的候補として同定した。本年度は以下の研究を行った。（１）遺伝子欠損β細胞株の樹立と解析:申請者の確立した膵β細胞のゲノム編集技術を用いて、Ｘの標的候補タンパク質をコードする遺伝子を欠損したβ細胞株（ＫＯβ細胞）をそれぞれ樹立した。さらに、ＫＯβ細胞のインスリン分泌解析を行い、標的候補タンパク質がグルコース応答性インスリン分泌の制御に関与していることを明らかにした。（２）Ｘがβ細胞の増殖に及ぼす影響の検討:培養液に添加したＸが野生型β細胞株の増殖速度に及ぼす影響を評価することにより、Ｘがβ細胞の増殖に抑制的に作用する可能性を見出した。（３）糖尿病モデルマウスにおけるＸの効果の検討:高脂肪食・少量ストレプトゾトシン（ＳＴＺ）を野生型マウスに投与し、糖尿病モデルマウスを作出した。本マウスにおいて、Ｘの単回または反復投与が耐糖能および血中インスリン量に及ぼす影響を検討した。（４）Ｘの薬物動態の解析:質量分析により血中のＸを高感度に検出する方法を開発し、野生型マウスにＸを単回投与した後の血中濃度推移を明らかにした。

代表者らは先行研究において、膵β細胞の代謝を活性化しインスリン分泌を促進する新規化合物（Ｘ）を同定している。本研究は、Ｘの標的タンパク質を同定し作用機序を解明することを目的とする。前年度までにケミカルプロテオミクスの手法により、Ｘに結合するタンパク質を網羅的に探索し、3種類のタンパク質をＸの標的候補として同定した。本年度は以下の研究を行った。（１）遺伝子欠損β細胞株の樹立と解析:申請者の確立した膵β細胞のゲノム編集技術を用いて、Ｘの標的候補タンパク質をコードする遺伝子を欠損したβ細胞株（ＫＯβ細胞）をそれぞれ樹立した。さらに、ＫＯβ細胞のインスリン分泌解析を行い、標的候補タンパク質がグルコース応答性インスリン分泌の制御に関与していることを明らかにした。（２）Ｘがβ細胞の増殖に及ぼす影響の検討:培養液に添加したＸが野生型β細胞株の増殖速度に及ぼす影響を評価することにより、Ｘがβ細胞の増殖に抑制的に作用する可能性を見出した。（３）糖尿病モデルマウスにおけるＸの効果の検討:高脂肪食・少量ストレプトゾトシン（ＳＴＺ）を野生型マウスに投与し、糖尿病モデルマウスを作出した。本マウスにおいて、Ｘの単回または反復投与が耐糖能および血中インスリン量に及ぼす影響を検討した。（４）Ｘの薬物動態の解析:質量分析により血中のＸを高感度に検出する方法を開発し、野生型マウスにＸを単回投与した後の血中濃度推移を明らかにした。