【研究分野】実験動物学

【研究領域課題番号】11480248 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

肥満 / 糖尿病 / インスリン / 成長ホルモン / トランスジェニックラット / 細胞内情報伝達 / インスリン受容体気質 / チロシンリン酸化 / インスリン受容体基質 / 成長ホルモン受容体

【研究成果の概要】

肥満、あるいはインスリン非依存性糖尿病に随伴する第一義的な代謝異常はインスリン抵抗性である。このインスリン抵抗性の発現機構を明らかにすることはその治療法の開発にとっても極めて重要である。本研究では、我々が作出した2系統のヒト成長ホルモン(hGH)トランスジェニックラット(高hGH系統、低hGH系統)を用いて、インスリンとGHのクロストークという観点からインスリン抵抗性の発現機構を解明することを試みるとともに、株化細胞を用いてインスリンとGHの細胞内情報伝達系のクロストークの分子機構を明らかにすることを目的とした。GH遺伝子導入ラットを用いた本研究により、GH分泌の異常によりインスリン抵抗性が発現するが、インスリンの過剰分泌と肝臓の糖処理能力の向上が起こり、膵臓と肝臓がそれぞれの機能を維持できる限り血糖値や耐糖能を正常に保つことができることが明らかとなり、糖恒常性の維持における肝臓の重要性が改めて示された。また、GHの抗インスリン作用は、少なくとも2つの分子機構を介して引き起こされることがわかった。すなわち、GHの短時間刺激に応答して起こるPTPase活性化によってインスリンシグナルが抑制される機構と、インスリン依存性のGLUT4の細胞膜移行は阻害されないにも関わらずGHの長時間刺激に応答して起こる糖の取り込みが抑制される機構である。それぞれの機構を介して起こるインスリン抵抗性は、異なる生理的意義を持つものと推定される。今後、今回明らかになった分子機構を培養細胞系を用いて更に解明を進めるとともに、同様な現象がin vivo系でも観察されるかについて検討を進め、これらの分子機構の普遍性を証明していきたいと考えている。本研究の成果は、GHの生物学的な意義に対する理解を深めるとともに、その分泌異常に起因するヒトや動物の病態の解明にも貢献するものと考えられる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2001

【配分額】15,000千円 (直接経費: 15,000千円)

【研究分野】基礎獣医学・基礎畜産学

【研究領域課題番号】08306016 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

視床下部 / 摂食行動 / 代謝 / 糖尿病 / 肥満 / 成長ホルモン / レプチン / 形質転換動物

【研究成果の概要】

本研究の主要な目的は,視床下部による代謝と摂食の制御機構の神経機序を追究することで,肥満,糖尿病,摂食異常などの病態を制御するとともに,脂肪蓄積や体成長を中枢性に制御する方法論の基礎を確立することである.このために,我々が既に作出しているヒト成長ホルモン遺伝子導入形質転換ラットに加えて,新たにヒト成長ホルモン受容体遺伝子,ならびに摂食・代謝制御に関わる遺伝子として同定されたobese(ob)遺伝子を導入した形質転換ラットを作出し,これら三者,あるいは三者間の子孫を代謝疾患モデル動物として確立させることを試みた.ヒト成長ホルモン遺伝子を発現する形質転換ラットでは,視床下部におけるソマトスタチンニューロンの活動が亢進し,成長ホルモンのパルス状分泌が抑制され,高度の肥満を呈することが明らかとなった.一方,ヒト成長ホルモンおよびヒト成長ホルモン受容体をもつバイジェニックラットでは,脂肪重量,血中レブチン濃度の減少が認められた.すなわち,肝臓に成長ホルモン受容体が過剰に発現することにより,脂肪重量が低下することが明らかとなった.一方,視床下部による摂食の制御については,アンチセンスDNAを効率に細胞内に取り込ませるHVJリポソーム法によりGABA合成酵素(GAD)アイソザイム遺伝子を視床下部により投与し,GAD65が摂食の制御に深く関わっていることを明らかにした.これらの結果より,成長ホルモンのパルスパターンを変化させたり,GAD65などの遺伝子の発現を制御することにより,肥満,糖尿病,摂食異常などの病態を制御することができることが考えられた.

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1996 - 1998

【配分額】21,800千円 (直接経費: 21,800千円)