カリフォルニア大学デービス校（UC Davis）による新しい研究は、細胞がどのように連携して血糖値の急激な低下を防いでいるかを示しています。これらのフィードバックループを理解することは、糖尿病患者さんの生活を改善し、危険な低血糖症を避けるのに役立つ可能性があります。この研究成果は、2025年9月16日に米国科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences）で発表されました。このオープンアクセス論文のタイトルは「Heterogeneity in the Coordination of Delta Cells with Beta Cells Is Driven by Both Paracrine Signals and Low-Density Cx36 Gap Junctions（デルタ細胞とベータ細胞の協調における不均一性は、パラクリンシグナルと低密度のCx36ギャップ結合の両方によって駆動される）」です。
糖尿病患者さんは、失明、腎不全、脚の循環障害（切断に至る可能性もある）といった高血糖の長期的なリスクと闘わなければなりません。しかし、この病気を持つ多くの人々は、より差し迫った危険にも直面しています。それは、警告なしに襲いかかり、意識不明を引き起こす可能性のある、危険なレベルの血糖値低下です。これは、糖尿病患者さんが服用するインスリンやその他の薬が原因で起こることがあります。
「これが起こると、体の組織、特に脳は本質的に飢餓状態になります」と、UC Davisの生化学・分子・細胞・発生生物学大学院グループを最近卒業したMD/PhD学生であるモハマド・プールホセインザデ（Mohammad Pourhosseinzadeh）博士は述べます。「迅速な治療を受けなければ、最終的に昏睡状態に陥り、死に至る可能性もあります」。重度の低血糖症を経験した人は、心臓病やその他の原因で死亡するリスクも高まる可能性があります。
プールホセインザデ博士は、神経生物学・生理学・行動学科および生理学・膜生物学科の教授であるマーク・ハイジング氏（Mark Huising）と協力し、体が低血糖の緊急事態から身を守る仕組みの重要な関連性を発見したチームの一員でした。
糖尿病患者さんが、血糖値の上がりすぎを防ぐホルモンであるインスリンを十分に産生できないことはよく知られています。「しかし、糖尿病では血糖値が下がりすぎるのを防ぐ体のメカニズムも損なわれています」とハイジング教授は言います。
この新しい発見は、糖尿病のこの危険な側面を治療するための潜在的な戦略を明らかにします。また、長年の医学的な謎を解くことにも役立ちます。
謎の細胞と謎のホルモン
インスリンは、ランゲルハンス島と呼ばれる膵臓内の細胞の小さな集まりによって産生されます。これらの膵島には、顕微鏡で見える少なくとも5種類の細胞（アルファ、ベータ、ガンマ、デルタ、イプシロン細胞）が含まれています。1920年代までに、科学者たちは、インスリンがこれらのうち最も多い細胞、すなわち各膵島の約半分を占めるベータ細胞によって産生されることを理解していました。
I型糖尿病では、ベータ細胞が破壊され、インスリンが全く分泌されなくなります。II型糖尿病では、ベータ細胞は存在するものの、インスリン産生が少なすぎます。その結果、多くの糖尿病患者さんは、血糖値が上がりすぎないようにインスリンを注射しなければなりません。また、 sluggish（動きの鈍い）なベータ細胞を刺激してより多くのインスリンを産生させる薬を服用する人もいます。何十年もの間、科学者たちは主にこれらの治療法を改善することを期待して、ベータ細胞を研究してきました。
「デルタ細胞はほとんど無視されていました」とハイジング教授は言います。「膵島細胞のわずか5%しか占めておらず、その機能は誰にもわかっていませんでした」。
人の血糖値が上昇すると、各膵島にある約500個のベータ細胞が一斉に脈動し始め、数分間にわたってインスリンを血流に放出し、その後一時停止してから再びインスリンのパルスを放出します。インスリンパルスごとに、ベータ細胞はウロコルチン-3という別のホルモンも少量分泌します。
2015年、ハイジング教授は、ウロコルチン-3がデルタ細胞にソマトスタチンと呼ばれるホルモンを放出させ、それがベータ細胞にインスリンの分泌を一時停止するよう伝えることを発見しました。
「デルタ細胞は、インスリン産生にブレーキをかけているのです」とハイジング教授は述べます。
2024年、同チームは、デルタ細胞を持たないマウスでは、ウロコルチン-3に応答してソマトスタチンを産生できないため、血糖値が常に正常値より約20%低いままであることを示しました。糖尿病患者さんではウロコルチン-3のレベルが低下しており、その結果、膵島内のソマトスタチンのレベルも変化しています。このマウス研究は、これが彼らが低血糖になりやすい一つの重要な理由であることを示唆しました。
一斉に「歌う」膵島細胞
ハイジング教授とプールホセインザデ博士にとって、このことは、ウロコルチン-3の機能を回復する方法を見つけることによって、糖尿病の治療法が改善できる可能性を示唆していました。これにより、デルタ細胞がインスリン産生をより厳密に監視できるようになります。新しい研究は、これを実現するための可能性を提示しています。
プールホセインザデ博士は、ベータ細胞がインスリンのパルスを放出し始めると、デルタ細胞も同じリズムで脈動し、すべての細胞内のカルシウムレベルが同調して上昇・下降することを発見しました。これらのカルシウムパルスは、コネキシン36（connexin 36）と呼ばれるタンパク質で構成されるギャップ結合と呼ばれる微小な電気的コネクターを通じて、ベータ細胞から隣接するデルタ細胞へと広がります。これは、心臓の細胞が一斉に収縮する仕組みと似ています。
もしプールホセインザデ博士がベータ細胞とデルタ細胞の間のこれらの電気的結合を遮断すると、デルタ細胞はウロコルチン-3を受け取っても、インスリン産生を抑制する応答を示さなくなりました。
「これは1-2パンチ（二段階の仕組み）になっています」と彼は言います。「ギャップ結合を通る迅速なシグナルがデルタ細胞を準備させ、応答の態勢を整わせます。その後、30秒ほどの遅延を経て、ウロコルチン-3のシグナルがその応答を増強し」、デルタ細胞がソマトスタチンを放出してインスリン産生を一時停止させるのです。
ベータ細胞とデルタ細胞の間のこの協調関係を回復させることは、重度の低血糖発作を防ぐことによって、糖尿病患者さんの生活を改善する可能性がある、とハイジング教授は述べています。「私たちは、既存の薬の効果を高めるために、この1-2パンチをどのように利用できるかを実際に研究しています」。
この新しい論文の追加著者は、UC Davisの元大学院生であるジェシカ・ファン氏（Jessica Huang）、ドンハン・シン氏（Donghan Shin）、ライアン・ハート氏（Ryan Hart）、そして元学部生であるルハイザ・フラムローズ氏（Luhaiza Framroze）、ジャレスリー・ギレン氏（Jaresley Guillen）、ジョエル・サンチェス氏（Joel Sanchez）、ラミール・ティラド氏（Ramir Tirado）、ケレチ・ウナヌワ氏（Kelechi Unanwa）です。
ハイジング教授の研究は、米国国立衛生研究所（National Institutes of Health）およびUC Davis分子・細胞生物学トレーニングプログラムから資金提供を受けています。
この研究記録では、UC Davisフローサイトメトリーコアの高度な施設が利用されました。
