膵臓α細胞におけるグルタミン酸受容体シグナルを回復させると、1型糖尿病におけるグルカゴン応答が回復する

2022年12月15日 11:32

記事| 41巻11号111792頁、2022年12月13日発行
膵臓α細胞におけるグルタミン酸受容体シグナルを回復させると、1型糖尿病におけるグルカゴン応答が回復する
ジュリア・K・パンザー
アレハンドロ・タマヨ
アレハンドロ・カイセド 2

脚注を表示するオープンアクセスDOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111792
PlumX メトリクス

ハイライト

グルタミン酸受容体シグナルが欠損していると、α細胞は低血糖に反応しない

糖尿病患者ドナーの膵臓スライスでは、α細胞は低血糖に反応しない

1型糖尿病では、α細胞はグルタミン酸受容体のシグナル伝達の障害を示す

残存するグルタミン酸受容体を再活性化することで、糖尿病におけるグルカゴン反応を回復させることができる
まとめ
膵臓のα細胞からのグルカゴン分泌は、低血糖を防ぐために重要である。1型糖尿病患者はこの糖質調節機構を失っており、理由はまだ不明だが、危険な低血糖を起こしやすい。我々は、1型糖尿病患者の生体膵臓スライスのα細胞が、十分なグルカゴン反応を示さず、AMPA/海馬グルタミン酸受容体を介した正のオートクラインフィードバックを活性化できないことを突き止めた。このフィードバックは、健康な状態での完全なグルカゴン反応を引き出すのに必要である。陽性アロステリックモジュレーターを用いて残存するAMPA/カイニン酸受容体の機能を再活性化すると、1型糖尿病ドナー由来のヒトスライスにおけるグルカゴン分泌と、非肥満性糖尿病マウスにおけるグルコース調節が回復する。このように、我々の研究は、アルファ細胞の障害に寄与するオートクラインシグナル伝達の欠陥を同定している。AMPA/kainate受容体の陽性アロステリックモジュレーターの使用は、この欠損を克服し、低血糖を防ぐことができ、この効果は糖尿病の管理を改善するために使用される可能性がある。
グラフィカルな要旨
図サムネイル fx1
大きな画像を見るダウンロード高解像度画像
キーワード
膵臓α細胞
低血糖
1型糖尿病
グルカゴン分泌
グルコースカウンターレギュレーション
グルタミン酸受容体
生体膵臓スライス
NODマウス
研究テーマ
CP：メタボリズム
はじめに
膵島のα細胞はグルカゴンを分泌し、肝臓などの標的臓器での糖新生とグリコーゲン分解を促進し、血糖値を上昇させます。現在、いくつかの恒常性維持回路に関与していることが知られているが、α細胞の非常に重要かつ臨床的に関連した機能は、血糖値の低下に応答してグルカゴンを分泌することである。グルカゴンは、生命を脅かす低血糖を効率的に防ぐためのグルコースカウンターレギュレーションと呼ばれる協調的な生理反応に卓越した役割を担っており、その結果、健常人では低血糖になることはほとんどない。しかし、1型糖尿病や2型糖尿病では、理由は不明だが、α細胞が血糖値の変化に応じて分泌量を調節することができないため、過剰なインスリン治療を受けると危険な低血糖を起こす危険性がある2。このように、α細胞が低血糖に反応しなくなる病態生理を理解することは、糖尿病管理の向上に重要である。
1型糖尿病では、インスリンを分泌するβ細胞が自己免疫の攻撃で徐々に屈服するにつれて、α細胞はβ細胞からの抑制的な入力を失う。このように基礎分泌量が増加するにもかかわらず、α細胞は血糖値の低下に十分に対応できないため、低血糖の発生率が増加します2。最近の研究では、1型糖尿病のα細胞においてCa2+チャネル活性および遺伝子発現が低下することが示されており、このことは、細胞が部分的に膜の興奮性を失っている可能性を示唆している。6 低血糖に対するグルカゴン反応には、α細胞が血糖低下に対して反応できる電気生理学的特性に加えて、細胞外グルタミン酸によるオートクライン正のフィードバックが必要であることが示されている。この細胞外グルタミン酸は、AMPA/カイニン酸型の電位依存性グルタミン酸受容体に作用する。12 グルタミン酸はグルカゴンと共に分泌されるため、糖尿病のα細胞に典型的に見られる基礎分泌活性の高さは、高濃度のグルタミン酸への曝露を長引かせてグルタミン酸受容体シグナルを減少させる可能性が考えられる。
我々の目的は、（1）1型糖尿病では、α細胞においてグルタミン酸が提供するオートクラインポジティブフィードバックが欠損しているため、グルカゴン調節反応が損なわれているという仮説を検証し、（2）AMPA/海酸受容体の薬理学的調節によってグルカゴン分泌が回復するかどうかを調べることであった。グルタミン酸に基づく自己分泌フィードバックが損なわれているかどうかを調べるため、非糖尿病ドナーおよび1型糖尿病ドナーの生体膵臓スライスを用いて、血糖値の変化、グルタミン酸受容体アゴニストおよびアンタゴニスト、アドレナリンやKCl脱分極などの参照刺激に対するα細胞応答を測定した。ポジティブアロステリックモジュレーターを用いてα細胞のAMPA/kainate受容体を再活性化すると、グルカゴン分泌とグルコースカウンターレギュレーションが回復するかどうかを調べるために、1型糖尿病のモデルである非肥満性糖尿病マウス（NODマウス）を用いたin vivo試験と1型糖尿病のドナーの生きた膵スライスによるin vitro試験を実施しました。また、将来の臨床応用を視野に入れ、各国当局からヒトへの使用が承認されているポジティブアロステリックモジュレーターであるシクロチアジドとアニラセタムに着目して研究を行った。
研究成果
1型糖尿病の病態生理学的メカニズムを理解するためには、ヒトの膵臓を研究することが極めて重要である。しかし、ドナーから得られる膵臓の組織には限りがあるため、この研究は困難である。さらに、1型糖尿病患者の膵島は分離しにくく、分離後に断片化し、膵臓の破片の中で同定することが困難である13。このことは、「強い」膵島のみがこの手順を生き残り、分離した集団全体を代表しない可能性があるため、選択効果を生むと考えられる14。我々は、これらの制限を克服し、本来の環境下で損傷および浸潤した膵島の機能評価を可能にするために、生きた膵臓のスライスを使用した。我々は、フロリダ大学ゲインズビルの糖尿病を持つ膵臓ドナーのためのネットワーク（nPOD）プログラム（OPPC）から受け取った、非糖尿病ドナー6人と1型糖尿病ドナー6人の膵臓スライスを調べた（表S1）。
1型糖尿病ドナーからのヒトスライスでは、α細胞のグルコース応答性が損なわれている
我々はまず、1型糖尿病における膵島破壊と機能不全の既知のin vivo特徴を、生きたスライスが再現しているかどうかを調査した。1型糖尿病ドナーからのスライスでは、インスリン分泌が大きく損なわれていた（図S1）。非糖尿病ドナーのスライスとは対照的に、1型糖尿病ドナーのスライスはグルコース（17 mM）で刺激してもインスリン分泌の増加を示さなかった。しかし、KCl脱分極（30mM）に対する反応はわずかであり、スライス内に残存するβ細胞の存在を示唆するものであった。1型糖尿病患者のスライスにおける基礎グルカゴン分泌は、スライス中のグルカゴン含有量で正規化した後でも、高かった（図1A-1D）。我々は、1型糖尿病患者の単離膵島からのin vitroグルカゴン分泌を報告した2つの研究のみを知っている。5,17 それらの研究では、糖尿病患者の膵島では基礎的グルカゴン分泌は高くなく、低くなっていた。この相違の理由として、我々は異なる調製品（スライスと膵島）を使用したことが考えられる。グルコース濃度の上昇に反応して測定されたグルカゴン分泌の増加（図1Aおよび1C）は、グルカゴン分泌の「逆説的」刺激と呼ばれているものと一致する18。
図サムネイル gr1
図1α細胞は、1型糖尿病患者のヒトスライスにおいてグルコースに対する反応性に異常を示す
キャプションを表示
大きな画像を見るダウンロード高解像度画像
1型糖尿病ドナーからのスライスでは、グルコース濃度を17mMから1mMに下げてもグルカゴン分泌は増加しなかった（図1E）。グルコースに対する反応は不十分であったが、α細胞はKCl脱分極に反応してグルカゴンを分泌し（図1Aおよび1E）、エキソサイトーシス機構が機能していることが示された。1型糖尿病ドナーのスライスにはインスリンが検出されたが、その含有量は様々であり（図1F）、おそらく糖尿病病態の既知の不均一性を反映していると思われる19。
個々の膵島細胞の反応プロファイルを決定するために、細胞質Ca2+濃度（[Ca2+]i）のイメージングを実施した。Ca2+]i指標であるFluo-4 AMをスライスに負荷し、膵島内のグルコース濃度変化に対する[Ca2+]i応答を共焦点タイムラプスイメージングにより記録した（図1Hおよび図1I）。蛍光強度の変化はベースライン強度に対するfold changeとして計算し、非糖尿病ドナー（図1H）および1型糖尿病患者（図1I）のスライスで記録したすべての細胞を含むヒートマップとして表示した。グルコース濃度の低下に対する[Ca2+]i反応の発生率と大きさは、1型糖尿病のドナーのα細胞集団で減少することが分かった（図1Hと図1I）。平均的な[Ca2+]i反応の減少は、グルカゴン分泌の減少を反映するものであった（図1J）。これらの結果は、α細胞がグルコースレベルの変化に対して選択的な応答の欠損を示したことを示す。この応答障害は、1型糖尿病患者に見られるグルカゴン反調整応答の喪失と類似している。
グルコース濃度低下に対するα細胞の反応は、マウスのグルタミン酸受容体の活性化に依存する
1型糖尿病で何がうまくいかないのかを理解するために、我々はまず、非糖尿病状態でα細胞が低血糖に反応するプロセスを理解しようとした。遺伝的にコードされた[Ca2+]i指標（GCaMP3）をα細胞に発現させたマウスの組織切片を用意し、グルコース濃度やその他の刺激に対するα細胞集団全体の応答性を調べた（図2および図S2）。低血糖状態（7 mM-1 mM、図2A）へのグルコース濃度の低下に反応したのは、アルファ細胞のサブセット（約37％）だけであった。同様の割合のα細胞（約31％）は、グルコース濃度を高グルコースから正常血糖に下げたときに[Ca2+]i応答を示した（図2B）。グルコース濃度低下に対する[Ca2+]i反応の大きさと発生率は、アドレナリン（10μM）、カイニン酸（100μM）、グルタミン酸（100μM；図2C-2E）などの選択的で強いα細胞刺激で誘発される反応よりも小さかった。 8,21 重要なことは、グルコースに反応するアルファ細胞集団は、AMPA/カイニン酸タイプの電位依存性グルタミン酸受容体（iGluR）の非感作性アゴニストであるカイニン酸に対しても最も強く反応したことである。
図サムネイル gr2
図2マウスにおけるグルコース濃度低下に対するα細胞応答は、グルタミン酸受容体の活性化に依存する
キャプションの全文を表示
大きな画像を見るダウンロード高解像度画像
アルファ細胞はグルカゴンと共にグルタミン酸を分泌し、AMPA/カイニン酸型のiGluRを発現している。グルコース濃度の低下に対するアルファ細胞の反応がこのフィードバックループにどの程度依存しているかを調べるため、AMPA/カイニン酸受容体拮抗薬CNQX（100μM、図2F-2L）を用いてこれらの反応を調べたところ、グルコース濃度の低下に対するアルファ細胞の反応に、グルカゴン分泌を増強させる自己分泌フィードバックループが形成されていた。グルコース濃度を7 mMから1 mM、または17 mMから7 mMに下げると、α細胞集団の[Ca2+]i反応の発生率はCNQX存在下で減少した（図2F-2I）。グルカゴン分泌に対する効果はより強く、CNQX存在下では、グルコース濃度を17 mMから1 mMに下げることに反応するグルカゴン分泌は消失した（図2Jおよび図2K）。CNQXはまた、基礎的なグルコース濃度（7 mM）でもグルカゴン分泌を減少させたことから、AMPA/カイニン酸受容体は正常血糖値条件下ですでに活性化されていることが示唆された（図2L）。α細胞における[Ca2+]i応答は必ずしもグルカゴン分泌と連関していないという知見は22、グルカゴン分泌に対する効果がより顕著であった理由を説明するかもしれない。
代謝型グルタミン酸受容体4（mGluR4）もグルカゴン分泌に関与している23。この受容体は代謝型グルタミン酸受容体ファミリーのグループIIIに属し、その活性化はサイクリックAMPカスケードを抑制する24。これらの結果は、グルタミン酸受容体のシグナル伝達はグルカゴン分泌に大きな影響を与え、少なくとも2つの異なるタイプの受容体が関与し、その活性化が異なるシグナル伝達経路（膜脱分極と細胞内cAMPレベルの低下）を誘発し分泌に反対の作用をもたらすことを示唆している（図2J〜2L）25。
iGluRを標的とした治療の可能性を判断するため、AMPA/kainate受容体の陽性アロステリックモジュレーターであるシクロチアジド（申請番号N018173およびN013157）と、米国で市販され、認知機能向上作用があるaniracetam（26）を試験しました。シクロチアジド（100μM）は、低グルコースで刺激したマウス単離膵島からのグルカゴン分泌を増強したが、アニラセタムは増強しなかった（100nM；図2Mおよび2N）。シクロチアジドとアニラセタムは共に、受容体の脱感作を阻害することによってAMPA受容体の反応を増幅するが、アニラセタムは代謝性グルタミン酸受容体の活性も増強する。29 この効果はグルカゴン分泌の低下として観察され（図2O）、グルカゴン分泌に対する正の効果を打ち消したかもしれない。しかしながら、図2の結果は、オートクライングルタミン酸フィードバックループを増強することにより、低グルコース濃度条件下でグルカゴン分泌を増加させることができることを示唆している。
マウスでβ細胞を切除した2週間後、α細胞はグルカゴン反調節反応に異常を示す
31 β細胞の破壊がα細胞の機能をどのように変化させるかを調べるため、β細胞毒素であるストレプトゾトシンをマウスに注射したところ、2日以内に糖尿病が誘発された（図S3）。ストレプトゾトシン注射後2週間で、このマウスモデルはin vivoとin vitroの両方で1型糖尿病に典型的なグルカゴン反応の欠損を模倣した（図3A-3E , S3, S4）。血漿中のグルカゴン濃度は著しく上昇し（図3A）、これは1型糖尿病2,3における共通の特徴であり、ヒトスライスによるin vitroの結果でも見られた（図1）。さらに、マウスはグルコースレベルの低下に対してグルカゴン反応を示さず、低血糖に対するカウンターレギュレーション反応にも欠陥が見られた（図3B-3EおよびS4）。
図サムネイルgr3
図3β細胞を切除したマウスの2週間後にα細胞が欠損したグルカゴン反調節応答を示す
キャプションを表示
大きな画像を見るダウンロード高解像度画像
次に、ストレプトゾトシンモデルにおいて、個々のα細胞の集団の応答パターンがどのように変化するかを[Ca2+]iイメージングを用いて検討した。グルコース濃度の低下に対する[Ca2+]i応答は一部のマウスで低下したが（図S3）、その効果はグルカゴン分泌の低下ほど顕著ではなかった（図3Dおよび3E）。しかし、グルタミン酸（33.6%対25.4%）とアドレナリン（81.5%対36.4%、図3F-3HとS3）に対する反応の発生率は大幅に減少していることが分かった。さらに、グルタミン酸に対する反応の大きさは減少し（62.2対37.2曲線下面積、任意単位、図3F）、グルタミン酸受容体シグナル伝達が阻害されていることが示唆された。
ストレプトゾトシンマウスにおいて、グルタミン酸受容体を標的とした生体内投与は、低血糖に対するグルカゴン分泌を改善した
次に、陽性アロステリックモジュレーターであるシクロチアジドとアニラセタムが、in vivoで血糖値とグルカゴン分泌に及ぼす影響を調べた。シクロチアジド（30 mg/kg；腹腔内投与）とアニラセタム（30 mg/kg；腹腔内投与）は、健康マウスや正常血糖に達するまで絶食させたストレプトゾトシン投与マウスの食餌条件下での血漿グルカゴンレベルに変化を与えなかった（図 S4）。対照的に、強力なAMPA/カイネートアゴニストであるカイネートは、両群でグルカゴン分泌を増加させた（10mg/kg、i.p.、図S4）。注目すべきは、カイネートが正常血糖条件下で健常マウスのグルカゴン分泌を活性化すると、血糖値が低下したが、糖尿病マウスでは高血糖への回帰が促進されたことである（図S4）。このように、α細胞を活性化すると、膵島にβ細胞が含まれているかどうかによって、血糖値に影響を与えることがわかった。この結果は、陽性アロステリックモジュレーターは正常血糖値条件下ではグルカゴン分泌を刺激せず、血糖値にも影響を与えないことを示している。
我々のin vitroの結果は、グルコースカウンターレギュレーションの喪失が、α細胞におけるグルタミン酸シグナルの欠陥と関連していることを示唆している。α細胞に残存するグルタミン酸シグナルを再活性化することでグルカゴン分泌が増強されるかどうかを調べるために、陽性アロステリックモジュレーターの存在下でストレプトゾトシン処置したマウスに低血糖を誘発した（図S4）。この処理により、低血糖に対するグルカゴン応答が増加したが、対照の健康なマウスで見られるレベルには達しなかった（図3およびS4；約80 pM対20-30 pM）。しかしながら、これらの結果は、過酷なストレプトゾトシンマウスモデルにおいて、グルタミン酸受容体は低血糖条件下でのグルカゴン分泌を促進するよう増強され得ることを示している。
NODマウスモデルにおいて、生体内のグルタミン酸受容体を標的とすることで、グルコースカウンターレギュレーションが回復すること
我々は、1型糖尿病の自然史の主要な側面を再現したマウスモデルであるNODマウスにおいて、シクロチアジドとアニラセタムが血糖値とグルカゴン分泌に及ぼす影響を検討した。これらのNODマウスは、10週齢から18週齢の間に、正常血糖であるにもかかわらず、グルコースのカウンターレギュレーションと低血糖によるグルカゴン分泌が徐々に失われた（図4A-4CおよびS5）。シクロチアジドとアニラセタムでα細胞に残存するグルタミン酸シグナルを再活性化すると、18週齢のNODマウスにおいてグルカゴン分泌とグルコース逆調節が回復した（図4D〜4I、S5）。さらに、シクロチアジドとアニラセタムは、非絶食条件下におけるNODマウスの血糖値と血漿グルカゴンレベルを変化させなかった（図5A-5C ）。これらの結果は、AMPA/kainate 受容体の増強が低血糖条件下で選択的にグルカゴン分泌を促進し、グルコースカウンターレギュレーションを回復させることを示唆している。
図サムネイル gr4
図4グルタミン酸受容体の陽性アロステリックモジュレーターは、NODマウスモデルにおいて低血糖に応答したグルカゴン分泌を改善し、グルコースカウンターレギュレーションの喪失を防止した
キャプションを表示
大きな画像を見るダウンロード高解像度画像
図のサムネイル gr5
図5NODマウスモデルにおいて、グルタミン酸受容体の陽性アロステリックモデュレーターは正常血糖値（摂食）条件下でのホルモン分泌に影響を与えなかった
キャプションを表示
大きな画像を見るダウンロード高解像度画像
グルタミン酸を介したオートクラインフィードバックループは、ヒトのα細胞で増強することができる
マウスの研究成果をヒト膵島に応用するために、私たちはまず、マウスで発見したグルタミン酸受容体のメカニズムが、ヒトのα細胞でも働くかどうかを調べました。実際、グルコース濃度を17 mMから1 mMに下げると、ポジティブアロステリックモジュレーターであるシクロチアジド（100 μM）が、単離ヒト膵島からのグルカゴン放出を増強した（図6A、6B、S6）。この効果はCNQX（100μM；図6B）により阻止された。一方、アニラセタム（10 nM）はグルカゴン分泌を増幅しなかったが、これはおそらくAMPA/カイネート受容体に加え、mGluR4受容体（図S6）29も陽性に調節するためで、その活性化によりグルカゴン分泌が減少する23）。アニラセタムにCNQXを加えると、グルコース濃度の減少に対するグルカゴン反応が減少した（図6Dおよび図6E）。最後に、グルカゴン量は群間で同程度であることがわかった（図6Cおよび図6F）。この結果は、グルタミン酸シグナルがヒトα細胞からのグルカゴン分泌に影響を与えることを示している。
図サムネイル gr6
図6グルタミン酸受容体の陽性アロステリックモジュレーターは、ヒトα細胞におけるグルカゴン反応を増強した
キャプションを表示
大きな画像を見るダウンロード高解像度画像
AMPA/カイニン酸受容体シグナルの欠陥は、1型糖尿病ドナー由来のヒトスライスにおいてグルカゴン分泌を増強することが可能である
1型糖尿病においてα細胞のグルタミン酸受容体シグナルがどのように変化するかを調べるため、[Ca2+]i指標であるFluo-4 AMを負荷した生きたヒト膵臓スライスで[Ca2+]iイメージングを実施した。アドレナリンに対する反応を用いて、非糖尿病ドナーのスライスにおけるα細胞の同定を行った。しかし、1型糖尿病のドナーのα細胞は、アドレナリンに対する反応が低下していたため、α細胞の同定に使用することはできなかった。この課題を回避するために、我々は1型糖尿病ドナーのα細胞は[Ca2+]iの増加を示す細胞の大部分を占めると仮定した。さらに、KCl脱分極に対する適切な応答（ベースライン活性の4×SD）をマウントすることによって評価される生存率に基づいて、測定対象の細胞を予め選択した。非糖尿病患者および1型糖尿病患者の膵島細胞におけるグルタミン酸およびカイニン酸に対するCa2+応答を比較すると、応答する細胞の発生率はグルタミン酸刺激で41%から18%、カイニン酸刺激で69%から21%にそれぞれ減少していた（図7A〜7D ）。
図サムネイル gr7
図7AMPA/カイニン酸受容体シグナルの欠損が増強され、1型糖尿病ドナー由来のヒトスライスにおけるグルカゴン分泌を救済することができる
キャプションを表示
大きな画像を見るダウンロード高解像度画像
1型糖尿病のα細胞のサブセットには、グルタミン酸受容体アゴニストに対する反応が残存していた（図S7のレスポンダー）。そこで、この反応を増強して、グルコース濃度の低下に対するα細胞の反応を救済できるかどうかをテストした。我々は、1型糖尿病の3人のドナーのスライスをシクロチアジド（100μM、図7F〜7H）またはアニラセタム（1mM、図7I〜7K）にさらし、グルコースを17mMから1mMに低下させてα細胞を刺激してみた。その結果、いずれの増強剤も低グルコースに対するグルカゴン反応を増加させた（図7Hおよび図7K）。1型糖尿病ではデルタ細胞が生き残り、グルカゴン分泌に強く影響を与えるが、デルタ細胞のグルタミン酸受容体シグナルを増強すれば、ソマトスタチン分泌が増加し32、我々が観察したグルカゴン分泌の増加に対抗することができるだろう。
考察
我々の研究は、グルタミン酸受容体シグナルが欠損している場合、α細胞は低血糖状態に対して効率的なグルカゴン反応を行うことができないことを立証している。1型糖尿病では、α細胞におけるグルタミン酸受容体シグナル伝達が著しく損なわれているため、グルタミン酸によるグルカゴン分泌へのポジティブフィードバックが阻害されているのである。我々の研究から得られた主な結論は、1型糖尿病患者のα細胞は、グルカゴン反調節反応を保証するこの重要なオートクライン機構を失っているということである。さらに、我々の結果は、陽性アロステリックモジュレーターが、1型糖尿病におけるグルカゴン分泌とグルコース調節を救うために、残存するグルタミン酸シグナルを増強することができることを実証している。
我々は、1型糖尿病患者の臓器提供者から膵臓を調達し、その特性を明らかにするnPODイニシアチブの貴重な活動により、1型糖尿病患者のドナーから採取した希少な標本の膵島の生理機能を研究することができた。この研究により、1型糖尿病患者において一般的に報告されているグルカゴン分泌の欠乏が、最近単離した膵島で示されたように、in vitroの膵臓スライスにも反映されることが明らかになった5。我々は、α細胞におけるグルカゴン含有量は1型糖尿病では減少せず、in vivoおよびin vitroの両方で、アルギニン、アドレナリン、KCl脱分極などの刺激により完全なグルカゴン応答が誘発されることを見いだした。このことは、α細胞が糖尿病の状況下でも分泌能力を保持していることを示唆している（本研究）2,5 対照的に、グルコース濃度の低下に対するグルカゴン応答はほとんど検出されない。この障害が単離膵島や膵臓スライスで持続するということは、この障害が膵島に内在するものであり、今回のように試験管内で病態生理のメカニズムを研究することが可能であることを示唆している。低グルコース濃度に対するグルカゴン分泌の喪失は、いくつかの糖尿病モデル（STZおよびNODマウスモデル、1型糖尿病患者のドナーからのスライスおよび膵島；Brissovaら、5 Taborskyら、33 Zhouら、34 Patel35も参照）で顕著に一致している。このような損失が糖尿病前の段階で見られるということは、β細胞が死ぬずっと前に、β細胞に対する初期の免疫攻撃によっても、適切なグルカゴン分泌が損なわれていることを示している。
この研究の大きな成果は、1型糖尿病の人のα細胞では、AMPA/海人酸グルタミン酸受容体がうまく活性化しないことである。この無活性は、α細胞の一般的な興奮性の低下によって説明できるかもしれない4が、in vitroでのKCl脱分極やin vivoでのアルギニンに対する反応は、そうではないことを示している2、5。あるいは、グルタミン酸受容体をコードする遺伝子の発現が低下していることが影響しているのかもしれない4、5。しかしながら、我々がスライスで測定した高い基礎グルカゴン分泌と1型糖尿病で一般的な高い血漿グルカゴンレベルを考えると、これらの受容体が慢性的に脱感作されているため、単にグルタミン酸刺激に反応しない可能性も同様に高いのです。マウスのα細胞におけるAMPA/カイネート受容体は急速に脱感作することが知られており、脱感作はシクロチアジドによって阻害される。さらに、非感作性アゴニストであるカイネートに対する応答は、グルタミン酸によって誘発される応答よりも大きい（今回の結果）7。1型糖尿病のα細胞では、AMPA/カイネート受容体が慢性的に脱感作されているがまだ存在しているという考えに基づき、我々は、陽性アロステリックモデュレーターのアニラセタムおよびシクロチアジドがグルコース濃度の低下に対するグルカゴン分泌を救助することを見出した。
これらのポジティブアロステリックモジュレーターによる治療は、どの程度特異的なのでしょうか？しかし、iGluRサブユニットの遺伝子発現が、自動的に生理的な受容体表現型に結びつくわけではありません。さらに、翻訳後修飾40,41や表面エンドサイトーシス/リサイクリング42,43,44は、iGluRの機能特性を決定する上で重要な役割を担っていると言われています。これらのプロセスは、膵島のiGluRについてはほとんど研究されていません。45,46 我々は以前に、ヒト膵島ではグルタミン酸受容体のシグナル伝達がα細胞で優勢であることを明らかにしました。α細胞のみがグルタミン酸および特定のAMPA受容体作動薬に反応し、インスリン分泌ではなくグルカゴン分泌がiGluRsを刺激することによって活性化されました8。シングルセルのRT-PCR、パッチクランプ記録、カルシウムイメージング、アンペロメトリー測定を組み合わせた厳密かつ包括的な研究により、マウス膵島ではα細胞のみが機能的なAMPA受容体を発現していることが立証されました。
アニラセタムとシクロチアジドはまた、in vivoでNODマウスのグルカゴン分泌とグルコース逆調節を回復させた。In vivoでのグルカゴン分泌の再活性化は、糖尿病ドナーの生きた膵臓スライスでin vitroで誘発されたものと同じ強さであった。重要なことは、アニラセタムとシクロチアジドの効果は文脈特異的であるということである。どちらの化合物も血糖降下刺激がない場合、グルカゴン分泌や血糖値に影響を及ぼさなかった（図5A-5Cおよび図S4）。アニラセタムおよびシクロチアジドは、グルコース逆調節の喪失を防ぎ、グルカゴンレベルを有意に改善したが、血糖コントロールの回復はあまり顕著でなかった。グルコースホメオスタシスは複数の臓器が関与しており、NODマウスにおける糖尿病の自然経過は非常に多様であることを考えると、この観察はNODマウスモデルの限界を反映しているのかもしれない。
なぜ1型糖尿病患者のα細胞ではAMPA/海酸グルタミン酸受容体が活性化しないのでしょうか？α細胞の機能に内在する欠陥を排除することはできませんが（例えば、Camunas-Solerら4）、グルコースレベルに対するα細胞の異常な反応は、β細胞からの抑制性シグナルの喪失に起因している可能性もあります。β細胞からの分泌物の多くは、α細胞を抑制することが報告されている。低血糖時に膵島内のβ細胞からの抑制性シグナルが停止することは、隣接するα細胞からのグルカゴン反応に必要なシグナルであると提唱されている（「スイッチオフ」仮説34,47）。AMPA/kainate受容体はグルタミン酸が持続的に存在すると脱感作し、脱感作からの回復には細胞外のグルタミン酸の除去が必要である。48 しかし、グルカゴンとグルタミン酸の共分泌により、1型糖尿病では受容体が回復するほど細胞外のグルタミン酸レベルが下がらない可能性がある。我々は、β細胞からの抑制シグナルによるグルカゴンおよびグルタミン酸分泌の抑制は、α細胞のAMPA/カイネート受容体が脱感作から回復し、その後のグルコースレベルの低下によりグルタミン酸オートクラインフィードバックループを完全に活性化するのに必要であると提案する。
この結果から、1型糖尿病では、α細胞は、グルコース調節に伴う効率的なグルカゴン分泌を可能にする重要な機構を失っていると結論づけた。我々は、AMPA/カイネート受容体シグナルがグルカゴン分泌に強く影響し、このシグナル伝達が1型糖尿病では損なわれていることを証明した。我々の発見は、グルタミン酸のオートクラインフィードバックループの役割を臨床研究においてin vivoで検証する道を開くものである。なぜなら、これらの受容体を調節するいくつかの薬剤は、すでに患者への使用が承認されているからである（例えば、シクロチアジド、アニラセタム、その他いくつかの向精神薬やアンパキンなど）。低血糖クランプ試験により、これらの化合物が、糖尿病誘発性の慢性的な高グルカゴンレベルを生じることなく、状況依存的にアルファ細胞の残存能力を増強することが明らかになる可能性がある。アルファ細胞のAMPA/カイネート受容体を標的として、1型糖尿病患者の低血糖の再発を防ぐことができるという証拠が得られれば、いずれ1型糖尿病の管理を改善することができるだろう。
研究の限界
糖尿病研究者にとっての大きな制約は、1型糖尿病患者のドナーから得られる膵臓組織の入手性が低いことである。我々は、2年の間に生理学的研究のためにnPODで処理されたすべての膵臓から生きたスライスを受け取った（n = 6非糖尿病とn = 61型糖尿病のドナー）。ヒトのサンプルは一般にばらつきがあるため、一貫した結果を得ることは困難である。我々は、すべてのばらつきのあるデータを提示する。時には、記録を内部基準（例えば、基礎分泌量）に正規化しなければならないこともあった。それでも、ヒトのサンプルを使って研究を行うことで、ヒトに影響を与え、ヒトを治療する必要がある疾患の病態メカニズムに対する強力な洞察を得ることができます。我々は、スライス実験を、よりメカニズム的な洞察を得るために単離ヒト膵島を用いた研究で補完し、さらにin vivo効果を検証するためにストレプトゾトシンとNODマウスモデルを使用した。我々は、ペリフュージョン研究においてホルモン分泌を測定し、Ca2+イメージングを行ったが、α細胞の機能にも重要な細胞質cAMPレベルなどの他の生理学的パラメータを記録するための研究を拡張することができなかった。ほとんどの薬理学的化合物と同様に、シクロチアジドとアニラセタムは完全には選択的でない可能性がある。アニラセタムがメタボトロピックグルタミン酸受容体も活性化することはすでに述べました。シクロチアジドはまた、GABAA受容体の負のアロステリックモジュレーターとして作用し、α細胞で報告されているGABAA介在電流49を強力に阻害することが判明しています。このことは、AMPA/kainate受容体拮抗薬であるCNQXがシクロチアジドの効果を完全にブロックしなかった理由を説明することができる。これらの限界はあるものの、本研究は1型糖尿病においてα細胞がどのように機能不全に陥るかの理解に貢献するものと考えている。
STAR★Methods
主要リソース表
試薬またはリソースのソース IDENTIFIER
抗体
インスリン Dako Cat# A-0546
グルカゴン Sigma Cat# G2654
ソマトスタチン Millipore Cat# MAB354
生体試料
ヒト膵臓スライス nPOD

フロリダ大学 N/A
ヒト単離膵島 Prodo Laboratories N/A
化学物質、ペプチド、リコンビナントタンパク質
Fluo4-AM Invitrogen Cat# F14201
重要な市販アッセイ
インスリン ELISA (ヒト) Mercodia Cat# 10-1113-01
グルカゴン ELISA (ヒト用キット) Mercodia Cat# 10-1271-01
グルカゴン ELISA 10μL（動物検体用） Mercodia Cat# 10-1281-01
実験モデル生物／系統
C57Bl6J The Jackson Laboratory (JAX) stock #000664
Gcg/tm 1.1(icre)Gkg/J The Jackson Laboratory (JAX) stock #030663
B6.Cg-Gt(ROSA)26Sor(tm38(CAG-GCaMP3)HZE) The Jackson Laboratory (JAX) stock #029043
ソフトウェアとアルゴリズム
Prism 6 GraphPad Prism 9
フィジー https://fiji.sc/
MATLAB MathWorks R2019a
その他
セミオートマチックバイブラトーム Leica VT1200S, Cat#14048142066
自動トレイハンドリング機能付きペリフュージョンシステム Biorep Technologies Cat#PERI4-02-230-FA
膵臓スライスチャンバー Biorep Technologies Cat# PERI-PSC-001
新しいタブで表を開く
リソースの有無
リード連絡先
リソースや試薬の詳細やリクエストは、リードコンタクトのAlejandro Caicedo (acaicedo@med.miami.edu)に直接お願いします。
材料の利用可能性
本研究では、新たな試薬やマウス系統を作製していない。
データおよびコードの利用可能性

本論文で報告されたデータは、要求に応じて、主席研究員が共有する。

本論文では、オリジナルのコードは報告していない。

本論文で報告されたデータを再解析するために必要な追加情報は、要求に応じてリードコンタクトから入手可能である。
実験モデルおよび被験者の詳細
マウスモデル
ホルモン分泌の in vivo および ex vivo 測定には、The Jackson Laboratory (JAX) から購入した 10-18 週齢の雄 C57Bl6J および雌 NOD-ShiLtJ マウス (JAX stock #000664 および #001976) を使用した。このNODマウスの1型糖尿病予備軍は、1型糖尿病への進行中の前臨床段階を再現している50。実験が顕性糖尿病ではなく、糖尿病予備軍状態で行われたことを確認するため、さらなる変動や高血糖の交絡効果を避けるために、研究中に高血糖（2回連続測定で250 mg/dL以上）になったマウスは除外した（表現型情報については表S3参照）。in vivo測定後、これらのマウスの膵臓を、以下に記載するように膵島単離のために処理した。全てのマウスに免疫細胞の浸潤が見られることを確認した。我々の手では、雌のNODマウスの90％が32週齢で糖尿病となる。本研究で使用したNODマウスの詳細な特徴を以下に示す。
年齢（週）グループ n 性別空腹時BG 空腹時グルカゴン（pM）空腹時BG
10 対照群 6匹雌 58.2 ± 3.0 8.8 ± 1.6 107.6 ± 1.1
14 コントロール 6 女性 63.7 ± 5.2 21.0 ± 4.1 111.8 ± 9.8
16 コントロール 6 女性 71.0 ± 11.6 21.1 ± 4.1 128.3 ± 5.1
18 コントロール 5 女性 85.0 ± 11.1 9.1 ± 3.4 139.3 ± 13.3
10 アニラセタム 7 名女性 70.3 ± 4.0 11.8 ± 1.5 107.4 ± 3.1
14 アニラセタム 7 女性 62.6 ± 4.8 31.3 ± 4.2 118.5 ± 6.1
16 アニラセタム 7 名女性 59.9 ± 5.9 31.3 ± 4.2 123.8 ± 4.0
18 アニラセタム 6 女性 77.0 ± 20.1 9.3 ± 1.3 136.8 ± 7.3
10 CTZ 7 女性 53.7 ± 2.0 12.0 ± 1.6 110.6 ± 5.3
14 CTZ 7 女性 73.3 ± 8.1 18.1 ± 1.9 110.8 ± 3.8
16 CTZ 7 女性 75.0 ± 18.9 17.9 ± 1.6 150.0 ± 10.9
18 CTZ 6 女性 82.3 ± 20.2 8.4 ± 1.3 151.3 ± 11.0
新しいタブで表を開く
α細胞における細胞質Ca2+のex vivo計測のために、Cre-Loxシステムを用いてαに選択的にGCaMP3を発現するマウスを作製した。Gcg/tm 1.1(icre)Gkg/J マウス（JAXストック#030663）の雌と、loxP-flanked STOPカセットの下流でGCaMP3を発現する雄マウス（JAXストック#029043）の交配を行った。8-14週齢のF1雄マウスのみを使用した。これらの動物の膵臓を、以下に記載するように、膵臓組織スライスを生成するために使用した。
ヒト臓器提供者
T1D を有する、または有しないヒトドナーからの膵臓組織は、フロリダ大学ゲインズビル校の nPOD プログラムにより調達した (https://www.jdrfnpod.org)。すべての手順は、nPOD/OPPCが確立したSOPに従って実施し、フロリダ大学施設審査委員会（IRB201600029）および連邦政府のガイドラインに従ってUnited Network for Organ Sharing（UNOS）が承認し、各ドナーの法的代理人からインフォームドコンセントを取得した。人口統計データ、入院期間、および臓器搬送時間は病院の記録から入手した。ドナーの膵臓は回収され、氷上で輸送媒体に入れられ、臓器宅配便でフロリダ大学へ輸送された。ドナーの情報は以下の通りである。
nPOD 症例ID ドナーのタイプ年齢（歳）糖尿病期間 AAbの状態性別人種 BMI HbA1c COD
6502 ND 6 陰性男性ネイティブアメリカン 15.2 5.7 無酸素症
6516 ND 21 否定的男性白人 28.8 5.5 頭部外傷
6531 ND 19 否定的女性ヒスパニック 30 5.6 頭部外傷
6535 ND 31ネガティブ女性白人 29.6 5.5 頭部外傷
6537 ND 33 否定的男性白人 20.8 5.6 頭部外傷
6546 ND 22 否定的男性アジア人 23.7 5.6 無酸素症
6523 T1D 12 3年 GADA + mIAA+ 女性アフリカ系アメリカ人 22.5 11.1 無酸素状態
6528 T1D 14 0年陰性男性アフリカ系アメリカ人 24 12.3 無酸素状態
6533 T1D 4 0年 IA2A+mIAA+ZnT8A+女性白人 17.7 11.4 無酸素状態
6536 T1D 20 4年 GADA+ 女性白人 25.4 12.7 無酸素状態
6550 T1D 25 0年 GADA+ 男性白人

ZnT8A+ 男性白人 16 >14 DKA
6551 T1D 20 7 ヵ月未定男性白人 23.1 6.4 無酸素状態
新しいタブで表を開く
ND = 非糖尿病、T1D = 1型糖尿病、AAb = 自己抗体、COD = 死因。
ヒト膵島は Prodo Laboratories 社を通じて非糖尿病患者である死体ドナーから入手した。ドナーの詳細な情報は以下の通りである。
Prodo社のケースID ドナーのタイプ年齢（歳）性別人種 BMI HbA1c COD
HP 21079 ND 59 男性白人 22.6 5.2 脳卒中
HP 21086 ND 31 女性白人 25.6 5.1 脳梗塞
HP 21048 ND 19 男性白人 23.1 5.8 頭部外傷
HP 21046 ND 39 男性白人 27.6 5.5 無酸素状態
HP 21115 ND 37 男性アジア人 28.4 5.2 頭部外傷
HP 21155 ND 18 男性ヒスパニック 20.4 5.4 頭部外傷
HP 21189 ND 26 男性ヒスパニック系 26.3 5.4 頭部外傷
HP 21203 ND 25 男性ヒスパニック系 26.5 5.8 頭部外傷
新しいタブで表を開く
メソッドの詳細
研究の承認
すべての実験は、マイアミ大学のInstitutional Animal Care and Use Committeeによって承認されたプロトコルおよびガイドラインに従って実施された。
マイアミ大学は、1970年の福祉法（PL91-279）で改正された1966年の動物福祉法（PL89-544）を遵守し、実験動物の世話と使用のためのガイド-NIH出版物＃85-23（改訂）に記載の原則を守り、実験動物ケアの評価と認定のための協会で認定されている。
腹腔内インスリン抵抗性試験
腹腔内インスリン耐性試験（IPITT）は、一晩絶食させたマウスで実施した。低血糖を誘発するために、マウスにインスリン（腹腔内0.75U/kg）を注射し、注射後の所定の時点で血糖値をモニターした。STZ投与動物にはITTの3時間前にインスリン（腹腔内0.75U/kg）を注射し、血糖値を対照動物と同レベルまで下げ、実験中に低血糖設定値まで確実に下げた。このプロトコルは、非糖尿病対照マウスの低血糖に対するグルカゴン反応に影響を与えなかった（図S3）。
膵島単離手順
膵島を、ハンクス溶液（Sigma）に溶解して最終濃度0.4mg/mLとした、Clostridium histolyticum（Sigma）由来のコラゲナーゼタイプVを用いた酵素消化によって単離した。簡単に言うと、マウスをイソフルオランで麻酔し、頸椎脱臼で安楽死させた。冷製コラゲナーゼ溶液3mLを総胆管に注入した。注入した膵臓を、氷上で保存したコラゲナーゼ溶液2mLを含む50mLファルコンチューブに移した。消化は、37℃の水浴中で20分間行い、その後、手で穏やかに振盪した。25 mLの氷冷したハンクス溶液を加えて反応を停止させた。1400rpm、8℃で1分間遠心分離後、上清を捨て、ペレットを25mLハンクス液に溶解し、小さな滅菌金属ストレーナーを通過させた。この溶液を8℃で1400 rpmで1分間遠心分離し，25 mLハンクス液に再懸濁し，前と同様に遠心分離を行った。ペレットを 12.5 mL Histopaque 1077(Sigma) に懸濁し、10 mL の Hanks' solution を注意深く添加した。3510rpmで24分間、最小限の加速と破砕で遠心分離した後、上清を回収し、45mLのHanks' solutionで洗浄した。1500rpmで1分間遠心後、膵島ペレットを10mL CMRL培地（コーニング社）に再懸濁する。膵島は手で摘出し、37℃、5% CO2のインキュベーターで一晩休ませた。
生体組織スライスの調製
組織スライスは、雄のGcg-Cre-GCaMP3マウス（8〜14週齢）から調製した。簡単に言うと、マウスをイソフルオランで麻酔し、頸椎脱臼により安楽死させた。低ゲル化温度アガロース（1.2％、Sigma、Cat# A9414、BSAなしのHEPESバッファに溶解）を30ゲージ針と5mL注射器を用いて総胆管に注入した。注入後、小組織片を切り出し、さらにアガロースに包埋し、4℃で10分間静置した。次に膵臓スライスを振動刃ミクロトーム（VT1000S，Leica）で切断（150μm厚）し，HEPESバッファ（125 mM NaCl，5.9 mM KCl，2.56 mM CaCl2，1 mM MgCl2，25 mM HEPES，0.,000μm厚）中でインキュベートした。 1%BSA、pH7.4）、グルコース濃度5.5 mM（ヒトスライス）または7 mM（マウススライス）を含み、アプロチニン（25KIU/mL、Sigma、Cat# A1153）を添加したものである。
ホルモン分泌のダイナミックな測定
ヒト膵臓組織スライスのグルコース刺激ホルモン放出を評価するため、3枚の生残スライスをスライス灌流チャンバー（Biorep Technologies Inc, Cat# PERI-PSC-001）に入れ、自動トレイ処理付き灌流システム（Biorep Technologies Inc, Cat# PERI4-02-230-FA) に接続した。ペリフュージョンは、異なるグルコース濃度と2mMのアミノ酸（L-アラニン、L-アルギニン、L-グルタミン（シグマ））を含むHEPESバッファーで実施された。単離膵島については、100/150個の膵島（ヒト/マウス）を膵島ペリフュージョンチャンバー（Biorep Technologies, Cat# PERI-CHAMBER）に入れ、ペリフュージョンシステムに接続した。スライス/島を100μL/minの流速で灌流し、サンプルを60秒間隔で96ウェルプレートに採取した。最初に組織サンプルをベースラインのHEPESバッファーで90分間フラッシュし、蓄積したホルモンと酵素を洗い流し、その後、高グルコース、低グルコース、KClで刺激した（示したようにiGluRアンタゴニスト／アゴニストを添加した場合としない場合がある）。灌流液は、市販のELISAキット（Mercodia, Cat# 10-1113-01 and 10-1281-01）を用いてインスリン／グルカゴン含量を測定するまで-20℃で保存した。
Ca2+イメージング
2〜3枚の生存中のヒトスライスを、アプロチニン（25KIU、Sigma、cat# A1153）を補充した5.5mM HEPESバッファー中、暗所で1時間Fluor4-AM（6μM、Invitrogen cat.No F1221）とともにインキュベートした。次にスライスをイメージングチャンバー（Warner instruments, Hamden, CT, USA）内のカバースリップ上に置き、Leica TCS SP5正立レーザー走査型共焦点顕微鏡（Leica Microsystems, Wetzlar, Germany）でイメージングを行った。スライスは、グルコースとプロトタイプ刺激を含むHEPESバッファで連続的に灌流された。共焦点画像は、40×水浸対物レンズ（NA 0.8）を用いてLAS AFソフトウェア（Leica Microsystems）により取得された。レゾナンススキャナーを用いて、スライス50-100μm（z-step：5μm、512×512ピクセルサイズの共焦点画像10枚のスタック）を5秒間隔でタイムラプス記録（XYZTイメージング）する高速画像取得に使用した。633 nmのレーザーで励起した際に後方散乱光を集め、Fluo4-AM蛍光を488 nmで励起し、510-550 nmで発光を検出した。
免疫蛍光染色
スライスをPBSで10分間洗浄した後、1xブロッキング溶液（BioGeneX, Cat# HK085-5K, PBS 0.3% Triton X-100で希釈）で2時間室温でインキュベートする。一次抗体を1xブロッキング溶液で希釈し、インスリン（1:2000, guineapig, Dako, Cat# A-0546）、グルカゴン（1:500, mouse, Sigma, Cat# G2654）およびソマトスタチン（1:500, rabbit, Millipore, Cat# MAB354）の抗体とともに4℃で振盪しながら一晩インキュベートした後、1xブロッキング溶液で再度希釈した。スライスをPBSで最低30分間3回洗浄し、PBSで希釈した二次抗体と4℃で一晩振盪しながらインキュベートした。スライスをPBSで10分間3回洗浄し、イメージングまで4℃、暗所で保存した。
定量化および統計解析
細胞質Ca2+レベルの定量化
細胞内Ca2+レベルの変化を定量化するために、個々の膵島細胞の周囲に関心領域を描き、ImageJを用いて平均GCaMP3/Fluo4-AM蛍光強度の変化を測定した。関心領域は単一平面を用いて描画した。Ca2+画像データの解析および定量化の方法の詳細な説明は、補足資料として提供される（図S2）。簡単に言えば、蛍光強度の変化は、ベースラインに対する変化率（ΔF／F）として表された。ベースラインは、MATLAB R2019a（MathWorks software, Natick, MA）を用いたヒートマップとして、またはPrism 9（GraphPad software, La Jolla, CA）を用いた平均トレースとして、各刺激前の3分ベースラインの平均強度と定義された。
ホルモン測定値の定量化
ホルモン放出の定量は、市販のELISAキット（Mercodia社製）を用いて測定した。インスリン／グルカゴンの濃度は、Prism 9ソフトウェア（GraphPadソフトウェア、La Jolla、CA）を用いてシグモイド4パラメータロジックを用いてキャリブレータの吸光度をその濃度に対してプロットすることによって得られた。データは、平均ベースライン分泌量に正規化したもの（倍）、または総ホルモン含量のパーセント（％）として表示される。ホルモン含量は、実験後に使用したすべての膵島／スライスから得たライセートから測定した。
統計解析
統計的比較のために、Prism 9（GraphPad software, La Jolla, CA）を使用し、スチューデントのt検定（非対）または多重比較補正一元配置分散分析（Tukeyの多重比較検定を使用、各行はマッチしたデータを表す）を行った。p値＜0.05は統計的に有意とみなした。原稿全体を通して、データは平均値±SEMで示した。
統計的検出力を計画するために、NODマウスにおけるグルコースカウンターレギュレーションを扱う研究をPubMedで検索した（「glucose counterregulation NOD mouse」および「glucagon secretion hypoglycemia NOD mouse」でPubMed検索を行った）。その論文のデータを用いて、n = 16 x (SD/D)2 (SDは標準偏差、Dは平均値の差)という式で検出力の計算を行った51。Taborskyらの論文の図1Bによると、シクロホスファミド糖尿病NODマウスと年齢と性をマッチさせた非糖尿病コントロールの間のインスリン誘発低血糖に対するグルカゴン反応の平均値の差は、100ng/L（28.6pMに相当）である33。これらの反応のSDを計算するために、図に示すSEM：約25 ng/Lを使用した。n=7の場合、SDは48ng/L（25ng/L×√7=48ng/L、14pMに相当）である。従来の検出力0.80、有意水準a=0.05の場合、2群間のグルカゴン反応に差がないという帰無仮説を棄却するには、n=16 x (48/100)2 = 4 (3.7) のサンプルサイズが必要である。著者らは、これらの各群にn = 7匹のマウスを用い（彼らのTable 1）、糖尿病性NODマウスがグルカゴン反応に障害を持つことを明確に立証した。
また、NODマウスの糖質カウンターレギュレーション喪失モデルを確立する際に得たデータを用いて、検出力を計画した。グルコースカウンターレギュレーション喪失前（10週齢）の無処置対照NODマウスにおいて、インスリン誘発低血糖（時点60分）に対するグルカゴン反応のSDを求めたところ、15pM［14pMに近い値］が得られた。15 pM［Taborskyら（2019）33で示された14 pMに近い］。ポジティブアロステリックモジュレーターを用いた我々の治療において、臨床的に重要な差を選択するための公表データはなかった。そこで、10週齢の最小グルカゴン応答と18週齢の平均グルカゴン応答の差：52-27＝25pM［Taborskyら（2019）33に示された28.6pMの差に近い］を使用した。最も小さなグルカゴン応答を有する10週齢のマウスは、依然として強固なグルコース逆調節を有していたので、これが効率的なグルコース逆調節に必要な最小のグルカゴン応答であり、治療は少なくともこのレベルに達するべきだと推論された。これは保守的なアプローチであり、検出したい最小限の差が小さい場合には、より大きなサンプルサイズが必要となる。SD = 15 pM、D = 25 pMとすると、従来の検出力0.80、有意水準α = 0.05の場合、2群間のグルカゴンに差がないという帰無仮説を棄却するには、n = 16 x (15/25)2 = 6 (5.76) マウスというサンプルサイズが必要だと計算されました。糖尿病になったマウスを除くため、1群あたり10匹のマウスで開始した。最終的に1群あたり6匹以上のサンプルサイズとなり、本試験は治療に対する差を検出する検出力を有していた。
謝辞
本研究は、JDRF（nPOD：5-SRA-2018-557-Q-R）およびThe Leona M. & Harry B. Helmsley Charitable Trust（Grant#2018PG-T1D053, G-2108-04793）が支援する1型糖尿病共同研究プロジェクト「Network for Pancreatic Organ donors with Diabetes（nPOD：RRID:SCR_014641）の支援により実施したものである。記載された内容や見解は著者の責任であり、必ずしもnPODの公式見解を反映するものではありません。nPODと提携して研究資源を提供している臓器調達機関（OPO）は、http://www.jdrfnpod.org/for-partners/npod-partners/ に記載されています。著者らは、ドナーおよびその家族の貴重な貢献に対して感謝する。この論文で使用した組織スライスチャンバーを開発したBiorep Technologies, Inc.のAlexander KaoとGuillermo Camarenaに感謝する。この研究は、NIH補助金R56DK084321 (A.C.), R01DK084321 (A.C.), R01DK111538 (A.C.), R01DK113093 (A.C.), U01DK120456 (A.C.), R33ES025673 (A.C.) によって資金提供されました。 ), R21ES025673 (A.C.), and R01DK130328 (A.C.); and the Leona M. and Harry B. Helmsley Charitable Trust grants G-2018PG-T1D034 (A.C.) and G-1912-03552 (A.C.).
著者による貢献
J.K.P.はスライス/島を用いた生理学的実験の設計と実施、および免疫組織化学を行った。A.T.は、in vivo実験の実施、動物コロニーの維持、膵島分離を行い、生理学的実験に貢献した。J.K.P.とA.C.は研究をデザインし、データを分析・解釈し、論文を執筆した。すべての著者は、結果について議論し、原稿を批判的に編集した。
利害関係者の宣言
著者らは、競合する利害関係を宣言しない。
補足情報
pdfをダウンロード (7.61 MB)
pdfファイルに関するヘルプ
資料S1. 図 S1-S7
参考文献
リザ・R.A.
クライヤーP.E.
Gerich J.E.
ヒトのグルコース調節におけるグルカゴン、カテコールアミンおよび成長ホルモンの役割。インスリン誘発性低血糖後の血漿グルコース回復およびグルコースフラックス速度に対するソマトスタチンおよびα-、β-アドレナリン複合遮断の効果。
J. Clin. Invest. 1979; 64: 62-71
https://doi.org/10.1172/JCI109464
記事で見る
スコープス (325)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
ジェリッチ J.E.
ラングロワM.
ノアコ C.
カラム J.H.
フォーシャムP.H.
糖尿病における低血糖に対するグルカゴン反応の欠如：膵臓アルファ細胞の内在的欠陥の証拠。
サイエンス。1973; 182: 171-173
https://doi.org/10.1126/science.182.4108.171
記事で見る
スクープ (528)
パブコメ
クロスリファレンス
グーグル奨学生
アンガーR.H.
オルチL.
グルカゴンの生理と病態生理。
Physiol. Rev. 1976; 56: 778-826
https://doi.org/10.1152/physrev.1976.56.4.778
記事で見る
スコープス (186)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
カムナス-ソラーJ.
ダイ X.Q.
ハング Y.
バウティスタ A.
リオン J.
鈴木圭一
キム・S.K.
クエイク S.R.
MacDonald P.E.
パッチseqは単一細胞のトランスクリプトームを糖尿病におけるヒト膵島機能障害にリンクさせる。
Cell Metab. 2020; 31: 1017-1031.e4
https://doi.org/10.1016/j.cmet.2020.04.005
記事で見る
スコープス (97)
パブコメ
概要
全文
全文PDF
Google Scholar
ブリッソーバ M.
ハリユールR.
ソンダースD.
シュレスタ S.
ダイ C.
ブロジェットD.M.
ボッティーノR.
キャンベル-トンプソンM.
アラムンドラR.
ポッフェンベルガーG.
他
アルファ細胞の機能と遺伝子発現は1型糖尿病で損なわれている。
セル・リップ 2018; 22: 2667-2676
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.02.032
記事で見る
スコープス(100)
PubMed
アブストラクト
全文
全文PDF
Google Scholar
マクドナルド P.E.
デマリニスY.Z.
ラムラチェーヤR.
サレヒ A.
マー X.
ジョンソン P.R.V.
コックス R．
エリアソンL.
Rorsman P.
アルファ細胞内のK ATPチャネル依存性経路が、ネズミおよびヒトのランゲルハンス島からのグルカゴン放出を制御している。
PLoS Biol.
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0050143
記事で見る
スコープス (187)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
Cho J.H.
チェン L.
Kim M.H.
チャウ・R.H.
Hille B.
Koh D.S.
マウス膵臓{α}細胞で発現する{α}-アミノ-3-ヒドロキシ-5-メチル-4-イソキサゾールプロピオネート受容体の特性と機能。
Endocrinology. 2010; 151: 1541-1550
https://doi.org/10.1210/en.2009-0362
記事で見る
スコープス (26)
パブコメ
クロスリファレンス
グーグル奨学生
カブレラ O.
ジャック-シルバM.C.
Speier S.
ヤン S.N.
ケーラー M.
ファチャド A.
ヴィエイラ E．
ジエラート J.R.
キビーR.
バーマンD.M.
ら
グルタミン酸はグルカゴン放出に対するポジティブなオートクラインシグナルである。
Cell Metab. 2008; 7: 545-554
https://doi.org/10.1016/j.cmet.2008.03.004
記事で見る
スコープス (149)
パブコメ
概要
全文
全文PDF
Google Scholar
ウィーバー C.D.
ヤオ T.L.
パワーズ A.C.
Verdoorn T.A.
ラット膵島におけるグルタミン酸受容体サブタイプの発現の違い。
J. Biol. Chem. 1996; 271: 12977-12984
https://doi.org/10.1074/jbc.271.22.12977
記事で見る
スクープ (103)
パブコメ
概要
全文
全文PDF
Google Scholar
バートランド G.
グロスR.
プエッシュ R.
ルバティエール・マリアニ M.M.
Bockaert J.
グルタミン酸は、ラット膵臓のAMPAサブタイプの興奮性アミノ酸受容体を介してグルカゴン分泌を刺激する。
Eur. J. Pharmacol. 1993; 237: 45-50
https://doi.org/10.1016/0014-2999(93)90091-u
記事で見る
スクープ (0)
パブコメ
クロスリファレンス
グーグル奨学生
林正樹
山田宏
上原慎一郎
森本理沙
室山明彦
八代眞一郎
武田淳
山本亜希子
森山泰行
ランゲルハンス島におけるL-グルタミン酸とグルカゴンの共分泌を介したグルタミン酸作動性情報伝達のトリガーとなった。
J. Biol. Chem. 2003; 278: 1966-1974
https://doi.org/10.1074/jbc.M206758200
記事で見る
スコープス (114)
パブコメ
概要
全文
全文PDF
Google Scholar
メイヤー M.L.
アームストロングN.
グルタミン酸受容体イオンチャネルの構造と機能。
Annu. Rev. Physiol. 2004; 66: 161-181
https://doi.org/10.1146/annurev.physiol.66.050802.084104
記事で見る
スコープス (324)
パブコメ
クロスリファレンス
グーグル奨学生
リヨン J．
マニングフォックスJ.E.
スパイゲルマンA.F.
キム R．
スミス・N.
オゴーマン D．
キン T．
シャピロ A.M.J.
ラジョットR.V.
MacDonald P.E.
アルバータ糖尿病研究所のIsletCoreにおける糖尿病患者および非糖尿病患者ドナーからのヒト膵島の研究的分離
Endocrinology. 2016; 157: 560-569
https://doi.org/10.1210/en.2015-1562
記事で見る
スコープス (59)
パブコメ
クロスリファレンス
グーグル奨学生
ウォーカーJ.N.
ジョンソンP.R.V.
重藤正人
ヒューズ S.J.
クラーク A．
Rorsman P.
長期にわたる1型糖尿病患者から分離した膵島におけるグルコース応答性β細胞。
Diabetologia. 2011; 54: 200-202
https://doi.org/10.1007/s00125-010-1930-6
記事で見る
スコープス (9)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
パンザーJ.K.
ヒラーH.
コールズC.M.
アルマサJ.
エノスS.J.
ビーリー M．
セチン S．
ドロター D.M.
ワイツ J.R.
サンティニJ．
他。
臓器提供者の膵臓組織スライスにより、1型糖尿病の病態のin situ解析が可能になった。
JCIインサイト. 2020; 5: 134525
https://doi.org/10.1172/jci.insight.134525
記事で見る
スコープス (35)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
コールズ C.M.
パンザーJ.K.
ドロターD.M.
エノス S.J.
キプケ・N.
チェン C．
ボズサック R．
シェーニガー E．
エヘハルト F．
ディストラーM.
他。
持続性β細胞の機能不全は、2型糖尿病初期病態の重要な特徴である。
セル・リップ 2020; 31107469
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.03.033
記事で見る
スコープス(52)
要約
全文
全文PDF
Google Scholar
ドリバ N.M.
ロゾ A.V.
ローマンJ.
秦 W.
トラウム D.
ガオ L.
リュー J.
マンドゥチ E.
リュー C．
ゴルソン M.L.
他
非糖尿病、グルタミン酸脱炭酸酵素自己抗体陽性者の膵島におけるα細胞機能障害。
J. Clin. Invest. 2022; 132: e156243
https://doi.org/10.1172/JCI156243
記事で見る
スクープ (4)
クロスリファレンス
Google Scholar
アンガー R.H.
オルチL.
膵島のパラクリノロジーと糖尿病のパラクリノパシー。
Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010; 107: 16009-16012
https://doi.org/10.1073/pnas.1006639107
記事で見る
スコープス (191)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
ウォイティズ N.J.C.
Roep B.O.
1型糖尿病における免疫療法の治療効果に対する疾患異質性の影響：異なる色合いのグレー。
Immunotherapy. 2015; 7: 163-174
https://doi.org/10.2217/imt.14.104
記事で見る
スコープス(26)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
トゥドゥリ E.
グラバスM.M.
アサディA.
ベーカーR.K.
エリスC.E.
ソウカチェバ G.
フィリット・M.
ヒュイン F.K.
ジョンソン J.D.
ブルース・ヴェルシェール C．
Kieffer T.J.
AAV GCG-EGFP、グルカゴン分泌α細胞を同定するための新しいツール。
Sci. Rep. 2019; 910829
https://doi.org/10.1038/s41598-019-46735-2
記事で見る
スコープス(4)
クロスレフ
Google Scholar
ダイ X.Q.
スパイゲルマンA.F.
カーン S.
ブラウン M.
マニング・フォックスJ.E.
MacDonald P.E.
SUMO1が膵臓α細胞からのcAMP依存性エキソサイトーシスとグルカゴン分泌を促進する。
J. Physiol. 2014; 592: 3715-3726 に掲載されています。
https://doi.org/10.1113/jphysiol.2014.274084
記事で見る
スコープス (14)
PubMed
Crossref
グーグル奨学生
ル・マルシャン S.J.
ピストンD.W.
グルカゴン分泌のグルコース抑制：無傷のマウス膵島におけるα細胞からの代謝およびカルシウム応答。
J. Biol. Chem. 2010; 285: 14389-14398
https://doi.org/10.1074/jbc.M109.069195
記事で見る
スコープス (109)
パブコメ
概要
全文
全文PDF
グーグルスクーラー
上原慎一郎
室山晃一
越後屋
森本理沙
大塚正夫
八代眞一郎
森山泰行
ランゲルハンス島のα細胞によるグルカゴン分泌の自己抑制カスケードにはメタボトロピックグルタミン酸受容体4型が関与している。
Diabetes. 2004; 53: 998-1006
https://doi.org/10.2337/diabetes.53.4.998
記事で見る
スコープス (65)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
ウー S.
ライトR.A.
ロッキーP.K.
バーゲット S.G.
アーノルド J.S.
ロステックJr.P.R.
ジョンソンB.G.
シェップ D.D.
Belagaje R.M.
グループIIIヒト代謝性グルタミン酸受容体4、7および8：分子クローニング、機能発現、およびRGT細胞における薬理学的特性の比較。
Brain Res. Mol. ブレイン・レジデンス 1998; 53: 88-97
https://doi.org/10.1016/s0169-328x(97)00277-5
記事で見る
スコープス (0)
パブコメ
クロスリファレンス
グーグル奨学生
トムスN.J.
ジェーンD.E.
ケンプ M.C.
ベディングフィールド J.S.
ロバーツ P.J.
強力かつ選択的な代謝性グルタミン酸受容体拮抗薬である（RS）-α-シクロプロピル-4-ホスホノフェニルグリシン（（RS）-CPPG）の効果について。
Br. J. Pharmacol. 1996; 119: 851-854
https://doi.org/10.1111/j.1476-5381.1996.tb15750.x
記事で見る
スコープス (77)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
マリーク A.G.
Sadaie M.R.
ピラセタムおよびピラセタム様薬物：基礎科学から中枢神経系疾患への新規臨床応用まで。
薬物。2010; 70: 287-312
https://doi.org/10.2165/11319230-000000000-00000
記事で見る
スコープス (182)
パブコメ
クロスリファレンス
グーグル奨学生
山田耕筰
タン C.M.
ベンゾチアジアジドはグルタミン酸受容体の急激な脱感作を抑制し、グルタミン酸シナプスの電流を増強する。
J. Neurosci. 1993; 13: 3904-3915
記事で見る
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
伊藤郁夫
田辺誠一
田辺誠一
杉山博昭
向精神薬アニラセタムのキスクワレート受容体に対するアロステリック増強作用。
J. Physiol. 1990; 424: 533-543
https://doi.org/10.1113/jphysiol.1990.sp018081
記事で見る
スコープス (248)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
ピッツィ M.
ファラカーラC.
Arrighi V.
メモ M.
スパノ P.F.
小脳顆粒細胞の初代培養における代謝型グルタミン酸受容体アゴニストとアニラセタムによる興奮性アミノ酸毒性の減弱。
J. Neurochem. 1993; 61: 683-689
https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.1993.tb02173.x
論文で見る
スコープス (105)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
ステファン・Y.
オルチL.
マレッセ・ラガエF.
ペルレ A.
パテル Y.
アンガーR.H.
非糖尿病および糖尿病性ヒトの膵臓における内分泌細胞含量の定量化。
糖尿病。1982; 31: 694-700
https://doi.org/10.2337/diab.31.8.694
記事で見る
スコープス (210)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
福田真一
田中明彦
田原由紀夫
池上博之
山本雄一郎
熊原康雄
志摩和夫
膵臓β細胞の最小分泌能と糖尿病コントロールの安定性の相関．
Diabetes. 1988; 37: 81-88
https://doi.org/10.2337/diab.37.1.81
記事で見る
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
室山晃一
上原誠一
八代眞一郎
越後屋
森本理沙
森田真一
林美樹
山本晃
コー D.S.
森山由美子
グルタミン酸受容体の新規変異体がランゲルハンス島δ細胞からのソマトスタチン分泌を制御する。
Diabetes. 2004; 53: 1743-1753
https://doi.org/10.2337/diabetes.53.7.1743
記事で見る
スコープス (33)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
タボルスキー・ジュニア、G.J.
Mei Q.
ハックニーD.J.
フィグレウィッチ・D.P.
ルブーフ R.
マンディンガー T.O.
NODマウスにおける膵島交感神経の喪失とグルカゴン分泌の障害：侵襲性島内炎との関係。
Diabetologia. 2009; 52: 2602-2611
https://doi.org/10.1007/s00125-009-1494-5
記事で見る
スコープス (30)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
周浩
トラン P.O.T.
ヤン S.
チャン T.
ルロイE.
オセイドE.
ロバートソン R.P.
Wistarラットの低血糖時のβ細胞によるα細胞機能の制御：「スイッチオフ」仮説。
Diabetes. 2004; 53: 1482-1487
https://doi.org/10.2337/diabetes.53.6.1482
記事で見る
スコープス (85)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
パテル D.G.
ストレプトゾトシン糖尿病ラットのインスリン低血糖時の血漿カテコラミンおよびグルカゴン増加の鈍化に対する長期インスリン治療の影響。
Metabolism. 1983; 32: 377-382
https://doi.org/10.1016/0026-0495(83)90047-1
記事で見る
Scopus (12)
パブコメ
要旨
全文PDF
Google Scholar
高橋秀樹
横井直樹
清野聡
膵島機能における細胞内・細胞外シグナルとしてのグルタミン酸。
膵島機能における細胞内・細胞外シグナルとしてのグルタミン酸．Jpn. 日本学術振興会特別研究員。Ser. B Phys. Biol. Sci. 2019; 95: 246-260
https://doi.org/10.2183/pjab.95.017
記事で見る
スコープス (17)
クロスリファレンス
グーグル・スカラー
ヒューガニアンR.L.
ニコルR.A.
AMPARsとシナプス可塑性：過去25年間。
Neuron. 2013; 80: 704-717
https://doi.org/10.1016/j.neuron.2013.10.025
記事で見る
スコープス (633)
パブコメ
概要
全文
全文PDF
Google Scholar
グランジャー A.J.
ニコルR.A.
長期増強の発現機構：10年後のシナプス後方からの視点。
Philos. トランス。R.Soc.Lond。B Biol. Sci. 2014; 36920130136
https://doi.org/10.1098/rstb.2013.0136
記事で見る
スコープス(80)
クロスリファレンス
Google Scholar
ヘンレイ J.M.
ウィルキンソン K.A.
シナプスAMPA受容体の構成と発生、可塑性、疾患。
Nat. Rev. Neurosci. 2016; 17: 337-350
https://doi.org/10.1038/nrn.2016.37
記事で見る
スコープス (277)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
コピッツB.A.
スワンソンG.T.
カイニン酸受容体の翻訳後修飾は、4.1Nとの結合を制御し、活性依存的な受容体エンドサイトーシスを制御するために異なっている。
J. Biol. Chem. 2013; 288: 8952-8965
https://doi.org/10.1074/jbc.M112.440719
記事で見る
スコープス (27)
パブコメ
概要
全文
全文PDF
Google Scholar
Lussier M.P.
サンツ-クレメンテA.
ロシュ K.W.
翻訳後修飾によるN-Methyl-d-aspartate (NMDA) およびα-Amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA) 受容体の動的な制御(Dynamic regulation)。
J. Biol. Chem. 2015; 290: 28596-28603
https://doi.org/10.1074/jbc.R115.652750
記事で見る
スコープス (104)
パブコメ
概要
全文
全文PDF
Google Scholar
グレボフ O.O.
ティガレC.M.
メラーJ.R.
ヘンレイ J.M.
AMPA受容体のクラスリン非依存性輸送。
J. Neurosci. 2015; 35: 4830-4836
https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3571-14.2015
記事で見る
スコープス (45)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
グロドフスキーD.R.
チェン C.C.H.
シェーファーH.
グラント B.D.
ロンゴ C.
RAB-10はコレステロール依存性エンドサイトーシス経路でグルタミン酸受容体のリサイクルを制御している。
Mol. Biol. Cell. 2007; 18: 4387-4396
https://doi.org/10.1091/mbc.e07-05-0486
記事で見る
スクープ (0)
パブコメ
クロスリファレンス
グーグル奨学生
ベーム J．
カン M.G.
ジョンソンR.C.
エステバンJ.
フガニール・R.L.
Malinow R.
LTP中のAMPA受容体のシナプスへの取り込みは、GluR1上のPKCリン酸化部位によって制御されている。
Neuron. 2006; 51: 213-225
https://doi.org/10.1016/j.neuron.2006.06.013
記事で見る
スコープス (300)
パブコメ
概要
全文
全文PDF
Google Scholar
ラ T.M.
山田浩二
セイリキ・S.
李S.A.
藤瀬和彦
勝見直樹
阿部哲也
渡辺美智子
武井健
MIN6膵臓β細胞株におけるAMPA型グルタミン酸受容体の内在化。
Cell Struct. Funct. 2020; 45: 121-130
https://doi.org/10.1247/csf.20020
記事で見る
スコープス(2)
クロスリファレンス
Google Scholar
Zhang H.
Liu R.
Deng T.
Wang X.
Lang H.
Qu Y.
Duan J.
Huang D.
Ying G.
Ba Y.
マイクロRNA-124-iGluR2/3経路は、α細胞からのグルカゴン放出を制御する。
Oncotarget. 2016; 7: 24734-24743
https://doi.org/10.18632/oncotarget.8270
記事で見る
スコープス (10)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
ホープ K.M.
トランP.O.T.
周浩
オセイドE.
リロイE.
Robertson R.P.
グルコースを除去したヒトおよびラットの単離膵島におけるβ細胞によるα細胞機能の制御：「スイッチオフ」仮説。
Diabetes. 2004; 53: 1488-1495
https://doi.org/10.2337/diabetes.53.6.1488
記事で見る
スコープス (93)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
ロバート A．
ハウJ.R.
AMPA受容体の脱感作はどのように受容体占有率に依存するのか。
J. Neurosci. 2003; 23: 847-858
記事で見る
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
Deng L.
チェン G.
シクロチアジドはグルタミン酸反応の増強に加え、γ-アミノ酪酸A型受容体を強力に阻害する。
Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003; 100: 13025-13029
https://doi.org/10.1073/pnas.2133370100
記事で見る
スコープス (41)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
イゼ・ラドローD.
ライトフット Y.L.
パーカー M.
シュエ S.
ワッサーフォール C．
ハラー M.J.
シャッツD．
ベッカーD.J.
アトキンソンM.A.
Mathews C.E.
1型糖尿病のNODマウスモデルにおいて、β細胞機能の進行性侵食は高血糖の発症に先行する。
Diabetes. 2011; 60: 2086-2091
https://doi.org/10.2337/db11-0373
記事で見る
スコープス (52)
PubMed
クロスリファレンス
グーグル奨学生
ウィットロック M.C.
シュルーターD.
生物学的データの解析．
第3版．マクミラン・ラーニング，2020
記事で見る
Google Scholar
記事情報
出版年譜
出版されました。2022年12月13日
受理されました。2022年11月16日
改訂版受理 2022年5月19日
2022年5月19日 2022年1月24日
身分証明書
DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111792

著作権について
© 2022 The Author(s).
ユーザーライセンス
クリエイティブ・コモンズ表示 - 非商用 - 改変禁止 (CC BY-NC-ND 4.0) ｜情報アイコンを再利用する方法
サイエンスダイレクト
ScienceDirectでこの記事にアクセスする
図
図のサムネイルfx1
図表の概要
図のサムネイル gr1
図1α細胞は、1型糖尿病患者のヒトスライスにおいて、グルコースに対する反応性に欠陥がある。
図1Gr2
図2マウスにおけるグルコース濃度低下に対するα細胞の応答は、グルタミン酸受容体の活性化に依存する
図サムネイルgr3
図3マウスでβ細胞を切除した2週間後にα細胞はグルカゴンに対する調節反応に異常を示した
図3β細胞切除後2週間経過したα細胞におけるグルカゴン反動性反応
図4グルタミン酸受容体の陽性アロステリックモジュレーターは、NODマウスモデルにおいて低血糖に対するグルカゴン分泌を改善し、グルコースカウンターレギュレーションの喪失を防止した
図サムネイル gr5
図5NODマウスモデルにおいて、グルタミン酸受容体の陽性アロステリックモジュレーターは正常血糖値（摂食）条件下でのホルモン分泌に影響を与えなかった。
図サムネイルgr6
図6グルタミン酸受容体の陽性アロステリックモジュレーターは、ヒトα細胞におけるグルカゴン反応を増強した。
図サムネイルgr7
図7AMPA/カイニン酸受容体シグナルの欠陥は、1型糖尿病ドナーからのヒトスライスにおいて、グルカゴン分泌を増強することができる

この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか？