分子代謝医学
神戸大学大学院 医学系研究科
Division of Molecular and Metabolic Medicine
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研究成果
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研究概要

当研究室における研究は文部科学省 科学研究費 基盤研究(S)等のサポートを受けています。

1)膵β細胞におけるインスリン分泌機構の解明 詳細へ

 膵β細胞は「インスリン分泌」という機能を持った特異的な細胞です。インスリンは血糖降下作用を有する唯一のホルモンであり、生体の血糖維持において極めて重要です。糖尿病はインスリン分泌やインスリン作用の障害で発症しますが、日本人の糖尿病でインスリン分泌障害が特徴であることが知られています。
 膵β細胞においてインスリンは、食事によって摂取されたグルコースによって分泌が惹起されます。グルコース以外の栄養素だけでインスリンが分泌されることはありませんが、グルコースと組み合わされると、インスリン分泌はグルコース単独での刺激よりも大幅に増強されます。インスリン分泌は膵β細胞において、種々の細胞内シグナルによって絶妙に制御されていますが、その分子機構の全容は未だ解明されていません。当研究室ではインスリン分泌の分子機構の解明を様々なアプローチを用いて取り組んでいます。

2)膵β細胞の分化・再生機構の解明 詳細へ

 糖尿病の終末像は、1型、2型ともにインスリンの絶対的な不足であり、インスリン注射が生命維持のために必須となります。ところが、インスリン注射では 健常者並みの厳密な血糖コントロールは事実上不可能で、様々な合併症を阻止することは極めて困難です。膵臓移植や膵島移植は根治療法の可能性がありますが、ドナー不足は深刻で、今のところすべての糖尿病患者を救済することはできていません。そこで期待されるのが再生医療です。再生医療を実現するためには、膵β細胞が生理的にどのように分化するのか、また、さまざまな状況でどのように再生するのかを知ることが重要です。私たちは、独自に開発した特殊なマウスを用いて膵β細胞の分化・再生機構の解明を進めるとともに、インスリン分泌細胞(膵β細胞)再生誘導法の確立を目指した研究を行っています。

3)遺伝子改変動物を用いた糖代謝制御機構の解明 詳細へ

 グルコースは生命体にとって必須のエネルギー源であり、生体の血中グルコース濃度(血糖値)は極めて狭い範囲に保たれています。この恒常性(グルコース ホメオスタシス)は様々な細胞内、細胞間情報伝達システムによって維持されており、その破綻は糖尿病・低血糖症などの重篤な疾患を引き起こします。
 当研究室では、グルコースホメオスタシスの維持機構を分子レベルで解明するための1つのアプローチとして、遺伝子改変マウスや疾患モデルラットを用いた 個体レベルでの糖代謝制御の解析を行っています。現在は、主として膵β細胞からのインスリン分泌調節に関わると考えられるいくつかの分子のノックアウトマ ウスを作製し解析を進めています。これらの研究を通じて、分子の生体内での生理的役割を明らかにし、糖尿病・低血糖症など糖代謝疾患の発症メカニズムを解明するとともに新たな作用点を有する治療法の確立を目指しています。

4)メタボロミクスおよびプロテオミクスによる糖尿病研究 詳細へ

 ヒトの全ゲノム情報が解読され、転写産物総体(トランスクリプトーム)、タンパク質総体(プロテオーム)や代謝物総体(メタボローム)を対象とした研究がポストゲノム研究として重要な位置を占めるようになりました。特にメタボロームは生体の表現型に最も近い情報を有することから、メタボロームを研究対象とするメタボロミクスは新しい生命科学の研究分野として今後の発展が期待されています。
 最近、当研究室では生体内の低分子代謝物を網羅的に解析するメタボロミクスを取り入れた研究をスタートさせました。特に、メタボロミクスによる糖尿病などの代謝疾患研究により、疾患の発症機構や病態の解明、新たなバイオマーカーや治療標的の同定を目指しています。

5)糖尿病遺伝素因の解明 詳細へ

 糖尿病は多因子疾患であり、その発症には複数の遺伝因子と環境因子が関わります。近年、数千人規模の症例・対照群を用いた全ゲノム関連解析(GWAS) によって糖尿病に関連するSNPなどの遺伝子多型が次々と報告されています。しかし、これらの解析から同定された多型は疾患発症に対する効果の小さいものが大多数であり、効果の大きい遺伝子変異はほとんど明らかにされていません。私達は糖尿病の発症には頻度は低いものの効果の大きい遺伝子変異が関与していると考え、それらを同定するアプローチの一つとして動物モデルを用いた研究を行っています。1型および2型糖尿病の動物モデルを用いた解析から主要な遺伝子を同定し、最終的には動物モデルの研究から同定した糖尿病関連遺伝子がヒトの糖尿病に関わるかどうかを明らかにすることが目標です。
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