「におい物質」経口投与で血糖値改善　高血糖時のみにインスリン分泌を促進

においを感じるための「嗅覚受容体」がβ細胞にもある

　鼻の嗅覚神経で「におい」を感知することに役立っている「嗅覚受容体」が、ヒトやマウスなどで、インスリンを分泌する膵臓のβ細胞にも存在していることを、東北大学などの研究グループが発見した。

　さらに、「オクタン酸」というにおい物質が、この膵臓β細胞にある嗅覚受容体のひとつ「Olfr15」によって感知されると、血糖値が高いときにだけインスリン分泌が促され、血糖値が改善することを明らかにした。

　においを感じるためのタンパク質である「嗅覚受容体」は、鼻の神経にあり、空気中のにおい物質を感知する働きを担っている。研究グループは、血糖値を低下させるホルモンであるインスリンを分泌する膵臓のβ細胞に、この嗅覚受容体が複数発現していることを世界ではじめて明らかにした。

　このうち「嗅覚受容体15」(Olfr15)に着目し、マウスなどを用いて実験したところ、におい物質である「オクタン酸」と呼ばれる脂肪酸がこの受容体に作用すると、血糖値が高くなっている時のみに、インスリンの分泌が促進されることが明らかとなった。この嗅覚受容体はヒトの膵臓β細胞にも発現しているという。

インスリン分泌が「におい物質」により増強

　実験では、膵臓のβ細胞はブドウ糖濃度が高い培養条件(高濃度ブドウ糖)でのみ、インスリン分泌はオクタン酸により増強した。また、Olfr15の発現を低下させるとその効果はみられなくなった。

　また、マウスにオクタン酸を経口投与した後にブドウ糖を投与すると、血糖値が上昇したときだけ血中インスリン濃度が高まり、血糖値が改善した。 　今回の発見によって、インスリン分泌を促進する新しい仕組みが明らかになった。

　糖尿病は、さまざまな原因で血糖値が上昇する疾患だが、日本人を含むアジア民族では、原因としてインスリン分泌の低下が特に重要であることが知られる。「今回、発見された膵臓β細胞の嗅覚受容体の活性化によるインスリン分泌の促進は、日本における糖尿病治療のニーズに合致したものと考えられます」と、と、研究グループは述べている。

　今回の研究成果を応用すれば、低血糖を起こさずに血糖値を下げる新しいタイプの糖尿病治療薬を開発できる可能性があるという。

　研究は、東北大学大学院医学系研究科糖尿病代謝内科学分野の山田哲也准教授、宗像佑一郎医員、片桐秀樹教授らの研究グループが、同医工学研究科病態ナノシステム医工学分野の神崎展准教授、大阪大学大学院医学系研究科幹細胞制御学分野の宮崎純一教授らと共同で行ったもの。

　研究は、日本医療研究開発機構(AMED)や文部科学省科学研究費補助金の支援を受けて行われたもので、成果は国際科学誌「Scientific Reports」(電子版)に発表された。

東北大学大学院医学系研究科糖尿病代謝内科学分野
Olfactory receptors are expressed in pancreatic β-cells and promote glucose-stimulated insulin secretion(Scientific Reports 2018年1月24日)