| 膵島Ｂ細胞 |
膵臓のランゲルハンス島（膵島）にはＡ細胞（グルカゴン分泌）、Ｄ細胞（ソマトスタチン分泌）とＢ細胞がある。
Ｂ細胞は、生命に必須のホルモン「インスリン」を出す。
下垂体前葉の支配を受けない。
自律神経の影響を受けるが、支配とまでいかない。
Ｂ細胞の支配者は・・・血液中のグルコース（ぶどう糖）の濃度（血糖値）である。これに絶対服従することに疲れ果てて復元困難になると糖尿病（２型糖尿病）が起こる。Ｂ細胞の忠実で迅速な仕事ぶりは、この細胞をガラス容器に取りだして、グルコースを振りかければ、ただちにインスリンが放出される。このとき細胞に電極を刺しておけば、活動電位のスパイクが針の山のように振れる。Ｂ細胞はニューロンのように「感じて出す」細胞。（岩波新書「細胞紳士録」p196～） |
インスリン
製造細胞 |
他の細胞から作製
2008年、米ハーバード大学のダグラス・メルトン教授らはマウス実験で、膵臓の大部分を占め様々な酵素を出している細胞を、インスリンを製造する『ベーター細胞』に変えることに成功した。マウスの血糖値が下がることも確認した。
特定の組織に分化した細胞を別の種類の細胞に、直接生まれ変わらせた画期的成果。
成果は6/21からのフィラデルフィアで開催された国際幹細胞研究学会で発表。
これまで分化後の細胞を別の細胞に変えるには、成長の時計の針を戻す「初期化」をした後、分化させる方法が研究されていた。
新型万能細胞『iＰＳ細胞』も皮膚細胞などを初期化したものだ。
メルトン教授らの研究はこの作業を経ないで「エクソクリン細胞」と呼ばれる細胞を、性質が異なるベーター細胞（β細胞）に変えた。
遺伝子の働きを制御する3つの「転写因子」をアデノウイルスを使ってマウスの脾臓に注射で入れた。すると、ウイルス感染したエクソクリン細胞の約２割がβ細胞になり、実際にインスリンを生成した。
高血糖マウスでテストすると、転写因子を入れた場合に明らかに血糖値が下がった。 |
インスリン
の働き |
●筋肉では・・・
取り込んだブドウ糖のグリコーゲンへの合成を促進しエネルギー源として備え必要なときに利用する。
●タンパク質の合成を促す
●肝臓では・・・
ブドウ糖の放出を抑制してグリコーゲンを合成促進する。
●脂肪組織では・・・・
血糖を取り込みエネルギー源として利用する。また、脂肪の分解を抑制して合成も促進する。
●ナトリウムの調節
●体液量の調節
●細胞の増殖作用
●交感神経系の活性に関与
●酸化ストレスの発生に関与 |
| cAMPセンサー |
千葉大学医学部の研究チームは糖尿病に深く関わるホルモンであるインスリンが膵臓の細胞から分泌される際に、深く関わっている物質を突き止めた。消化管のホルモンに反応する情報伝達物質を検知するセンサーの役目を担うタンパク質で、このタンパク質が無いとインスリンの分泌が抑制されることが動物実験で分かった。
新しいメカニズムを発見したのは清野進教授らの研究チーム。膵臓でインスリンを分泌するβ細胞の中にあって、消化管ホルモンに反応する情報伝達物質『サイクリックAMP(cAMP)』という化学物質に着目した。
食事をとると消化管から大量に消化を促進させるためのホルモンが分泌され、これに反応して「cAMP」がβ細胞の中で増える。清野教授らは増えた、「cAMP」を検知して結合する『cAMPセンサー』を発見した。このセンサーはすでに知られているインスリン分泌の最終シグナルとなる「カルシウムイオンセンサー」と複合体を作り、β細胞からインスリン顆粒を細胞外へ分泌させる役割を果たすことを突き止めた。
マウスの膵臓のβ細胞でcAMPセンサーが出来ないようにしたところ、正常なβ細胞を持つマウスに比べてインスリンの分泌量が半分程度に下がったという。
現在、糖尿病の治療に最も広く使われている薬剤は、ブドウ糖がインスリンの分泌を促すメカニズムを利用している。清野教授らの発見したメカニズムを使えば、従来の薬では効果が出ない患者向けの新しい治療薬の開発が可能になる。
厚生省に調査によると日本の糖尿病患者数は現在約６９０万人、４０歳以上の成人の１０人に１人が糖尿病にかかっている |
| 分泌細胞 |
2002年、京都大学再生医科学研究所の井上一知教授らは、様々な組織に分化するマウスの胚性幹細胞から血糖値を下げる働きがある酵素であるインスリンを分泌する細胞を作ることに成功した。
糖尿病のマウスに移植したところ、血糖値が約半分に下がった。埋め込み型の人工膵臓の開発につながる成果という。
井上教授らはマウスの胚性幹細胞(ＥＳ細胞)をビタミンの一種と組み合わせて培養したところ、約３週間で細胞の約６割がインスリン分泌細胞に成長した。この細胞を糖尿病のマウスに移植したところ、血糖値は数日後に半減し正常レベルに下がった。 |
| ＴＦＥ3 |
筑波大学大学院人間総合科学研究科内分泌代謝・糖尿病内科などの研究グループは、血糖値を制御するホルモンであるインスリンの働きを強めるタンパク質を発見。
マウスによる動物実験で効果を確認した。発見したのは『ＴＦＥ3』と呼ばれ、遺伝子の働きを調節する転写因子というグループに属するタンパク質。従来、免疫関連の因子として知られていた。
糖尿病になったマウスに、このタンパク質を作り出す遺伝子を導入、肝臓で働かせたところ、血糖値は正常に近い水準まで下がった。
糖尿病にはインスリンが欠乏して起こるタイプと、インスリンがあまり効かないタイプがあるが、ＴＦＥ3は両方のタイプに効果があった。また、血液中の脂質が高くなる高脂血症にも期待できる。 |
| 記憶に関連 |
血糖を調節するホルモンであるインスリンが、記憶の機能にも必要なことを、東京大学の飯野雄一助教授らが突き止めた。
線虫の実験でインスリンが無いと体験したことを覚えなくなった。2006年9/7の米科学誌ニューロンに掲載。
神経細胞が３００個しかなく、神経系が単純で研究がしやすい線虫を使い実験した。線虫は『INS-1』という人のインスリンとよく似たタンパク質を持っている。このタンパク質を作れない線虫でテストした。
線虫は食塩があると近づく性質があるが、エサが見つからないとその後30分～１時間は食塩に近づかなくなる。だが、INS-1が無い線虫は何度でも食塩に近寄った。記憶に障害が起きるためと考えられる。
ＡＳＥＲという感覚神経が食塩を感じたときに信号を送る介在神経の１つであるＡＩＡ神経がＩＮＳ-１を分泌することが分かった。さらにＩＮＳ-１が感覚神経に働くと神経の性質が変わり、食塩を感じても信号を出さなくなった。
これまでアルツハイマー病の患者にインスリンを投与すると症状が改善したり、糖尿病だと記憶力が落ちたりすることから、インスリンが記憶と関係しているらしいことは分かっていたが、詳しい仕組みは不明だった。 |
| 新しいルート |
血糖値が上がると膵臓の細胞がインスリンを分泌するメカニズムに新たな発見があった。自然科学研究機構・岡崎統合バイオサイエンスセンターの富永真琴教授（分子細胞生物学）らの成果で、2006年5/2、欧州分子生物学雑誌に発表した。
インスリンを分泌する膵臓のベーター細胞で、ブドウ糖からできる『環状ＡＤＰリボース』という物質が、細胞膜の“扉”の役目をするタンパク質に体温下で結びつくと扉が開き、インスリン分泌が始まる仕組み。
ベーター細胞はこれまで『カリウムチャンネル』という仕組みがスイッチとなってカルシウムイオンが取り込まれるとインスリンを分泌することが分かっていた。ところが、遺伝子操作をしたマウスを使って、このカリウムチャンネルを働かないようにしても深刻な糖尿病にはならず、別の仕組みがあると考えられていた。
富永教授らはカリウムチャンネルとは別に、ベーター細胞の膜に『ＴＲＰチャンネル』というタンパク質の一種『Ｍ2』があることを発見。Ｍ2は温度が３５℃以上で環状ＡＤＰリボースと結合すると開き、細胞内にカルシウムイオンを通してインスリンの分泌を促すことが分かった。 |
| 経口で |
2005年、大分大学工学部の通坂栄一助手らの研究グループは、血糖値を下げるペプチドホルモンであるインスリンの経口薬剤を開発した。１００ﾅﾉ㍍の多孔性粒子のインスリンを封入し、胃では消化されないようにした。
新しい薬剤は胃を模擬した環境では安全で、腸を模擬した環境で初めてインスリンを放出することを確認。経口投与により、糖尿病患者の負担を軽減できる可能性が出てきた。 |
| 吸入型 |
米医薬品最大手ファイザーは2006年1/27、糖尿病の治療に使う世界初の吸入型インスリンをＦＤＡ(米食品医薬品局)から承認された。これまでインスリンは注射器などで体内に注入するしかなかった。
吸入型のインスリン「エクスベラ」は粉末状で、専用の吸入器を使い肺へ送り込む。ＦＤＡは肺機能へ与える影響を懸念し,喘息患者や喫煙者は使用すべきで無いとしている。 |
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