MTNR1B リスク変異体を持つ患者のヒト誘発性多能幹細胞におけるβ細胞機能障害の遺伝的リスクモデリング

科学分野:

• 内分泌学
• 遺伝学
• 幹細胞生物学

背景:

• シルカディアンリズム障害とメラトニンシグナル伝達が2型糖尿病 (T2D) の病原性に関与している.
• メラトニン受容体1B (MTNR1B) 遺伝子の一般的な変異 (rs10830963 G- アレル) はT2Dのリスク増加と関連しています.
• このSNPは,臓の小島における発現量的な特徴の場所 (eQTL) で,MTNR1B発現の変化がベータ細胞機能に影響することを示唆しています.

研究 の 目的:

• MTNR1BのGアレルリスク変異がヒトの臓β型細胞に及ぼす機能的影響を調査する.
• MTNR1B変種,メラトニンシグナル伝達,T2Dリスクを関連付ける病原性メカニズムを解明する.

主な方法:

• CRISPR/Cas9を用いて,リスク (G/G) またはリスクのない (C/C) MTNR1B遺伝子型を持つ同源性のヒト誘発性多能幹細胞 (hiPSC) とヒト胚性幹細胞 (hESC) の生成
• 50日間のプロトコルでベータ細胞のような幹細胞の分化.
• ウェスタン・ブロットによるMTNR1Bタンパク質濃度の分析と,グルコースとメラトニンの刺激に対するインスリン分泌の評価.

主要な成果:

• ゲノム編集により 90%以上の精度で 同位体細胞系が成功しました
• ウェスタン・ブロット分析では,ベータ型の細胞を運ぶGアレルで,MTNR1Bのタンパク質濃度がわずかに上昇したことが示された.
• グルコース刺激ではインスリン分泌が同等であったが,Gアレル細胞はメラトニンのインスリン分泌抑制作用に対する感受性が高まった.
• 微分化された細胞におけるeQTL分析には,MTNR1BのmRNA濃度が低すぎた.

結論:

• MTNR1Bリスクアレルを持つ幹細胞由来ベータ細胞は,MTNR1Bタンパク質の上昇とメラトニンに対する感受性の増加を示しています.
• これらの発見は,MTNR1B媒介のβ細胞機能不全におけるrs10830963SNPの潜在的な機能的役割を示唆し,T2Dリスクに貢献しています.
• これらの予備的な結果を確認するために,より成熟したベータ細胞モデルでのさらなる検証が必要である.