「最近、周りで糖尿病になったという話をよく聞く…」そう感じていませんか？国民病ともいえる糖尿病ですが、そのなりやすさが、実はあなたが生まれる前、お母さんのお腹の中にいた頃の環境や、もっと言えば、あなたの体を作る細胞の「個性」によって左右されているとしたらどうでしょう。最新の研究が、糖尿病リスクの鍵を握る膵臓の細胞の多様性に迫り、将来の予防法や治療法に繋がるかもしれない発見を報告しました。
あなたの知人の中に糖尿病を発症する人が増えているように感じるとしたら、それは間違いではありません。米国糖尿病協会によると、2021年には米国の人口の10%以上にあたる約3840万人が糖尿病を患っており、毎年120万人が新たに診断されています。2型糖尿病（T2D）は、血中のグルコース濃度を調節するホルモンであるインスリンに対する抵抗性を体が発現することで起こります。インスリンはβ細胞と呼ばれる膵臓の細胞から分泌され、T2Dでは、これらの細胞が血糖値を調節しようとインスリン産生を増やしますが、それでも不十分で、最終的にβ細胞は時間とともに疲弊してしまいます。この重要性から、機能的なβ細胞量、つまりβ細胞の総数とその機能が、個人の糖尿病リスクを決定します。
β細胞は一個人でさえ均一ではなく、それぞれが独自の分泌機能、生存能力、分裂能力を持つ異なる「サブタイプ」で構成されています。言い換えれば、各β細胞サブタイプは異なるレベルの「適応度（フィットネス）」を持ち、それは高いほど良いということになります。糖尿病が発症すると、一部のβ細胞サブタイプの比率が変化します。しかし、重要な疑問が残されていました。それは、異なるβ細胞サブタイプの比率と適応度は糖尿病によって変化するのか、それともその変化が病気の原因なのか、という点です。
この問いに答えるべく立ち上がったのが、ヴァンダービルト大学の教員であるグオチャン・グー氏（Guoqiang Gu）、エミリー・ホッジス氏（Emily Hodges）、そしてケン・ラウ氏（Ken Lau）です。2025年7月1日に「Nature Communications」誌に掲載された彼らの最新の研究は、T2Dのリスクを減らすために機能的なβ細胞量を増強することが可能かどうかを判断するための一歩となるものです。グー氏とラウ氏は細胞・発生生物学の教授、ホッジス氏は生化学の准教授です。このオープンアクセス論文のタイトルは「Pancreatic Islet β-Cell Subtypes Are Derived from Biochemically-Distinct and Nutritionally-Regulated Islet Progenitors（膵島β細胞サブタイプは生化学的に異なり栄養によって制御される膵島前駆細胞に由来する）」で、共同筆頭著者のモニカ・ブラウン（Monica Brown）、ヴェルダ・ミランダ（Verda Miranda）、シモーネ・ネビルズ（Simone Nevills）、ルイイン・フー（Ruiying Hu）によって執筆されました。
β細胞サブタイプの研究には困難が伴います。最も一般的な研究方法は、細胞を一度しか、しかも完全に発達した状態でしか研究できないため、特定の細胞サブタイプを分化、成熟、増殖、老化、死といった異なる段階で調べることができませんでした。もし複数の段階でβ細胞を監視できれば、細胞の状態が時間とともに、あるいは異なる生理的条件下でどのように変化するかをより深く理解できるはずです。
グー氏、ホッジス氏、ラウ氏らは、β細胞サブタイプの元となる前駆細胞を、異なる遺伝子発現の組み合わせで永続的に標識（マーキング）することで、この問題を回避する手法を開発しました。このマーキングにより、研究者たちは同じβ細胞サブタイプを異なる段階で経時的に追跡することができ、β細胞サブタイプに関する疑問に自信を持って取り組むことが可能になったのです。
この「Nature Communications」の論文は、主に3つの結果をもたらしました。
起源の解明: 胎児マウスにおいて異なる遺伝子発現マーカーを持つ前駆細胞は、成体マウスにおいて適応度のレベルが異なるβ細胞サブタイプを生み出しました。これは、異なるβ細胞サブタイプがどのように生じるかを理解するのに役立ち、将来的には前駆細胞を操作して特定のサブタイプを優先させ、糖尿病のリスクを減少させることにつながる可能性があります。
母親の栄養の影響: 母親マウスが摂取する栄養素が、生まれてくる子マウスの「高適応度」対「低適応度」なβ細胞サブタイプの比率に明確な影響を与えることがわかりました。例えば、母親マウスが高脂肪食を摂取し肥満であった場合、その子はグルコース濃度により良く応答するβ細胞が少なくなりました。この肥満モデルが示すのは、母親の肥満が子の糖尿病リスクを高めるということです。
ヒトとの関連性: マウスで特定されたβ細胞サブタイプは、ヒトの膵臓にも類似のものが存在しました。実際、ヒトでより高い適応度を持つと予測されるβ細胞サブタイプは、T2D患者で減少していることが観察されました。動物研究の知見が常にヒトに直接適用できるわけではありませんが、これらの結果は、マウスのβ細胞サブタイプがヒトの生物学と糖尿病リスクを理解する上で有用であることを示唆しています。
研究者たちは現在、異なるβ細胞サブタイプにおいてエピジェネティックなパターン（前述の遺伝子発現マーカー）がどのように構築・維持され、そのパターンが乱れることがβ細胞の適応度にどう影響するかを探求したいと考えています。
「この研究や他の研究のおかげで、いつの日か、赤ちゃんの糖尿病リスクを減らすことができる妊娠中の食事サプリメントを開発できるかもしれません」とグー氏は述べています。
今後の課題として、DNAメチル化（エピジェネティックマーカーの一種）を調節することで、ヒト胚性幹細胞（ES細胞）由来のβ様細胞の機能的品質を向上させることができるか、そしてもしそうなら、それらの細胞をT2D患者が高適応度のβ細胞を受け取る移植ベースの糖尿病治療に利用できるか、といった疑問が残されています。今後の研究の進展が期待されます。
