体内インスリン産生を可視化する新手法を開発(New method provides unique insight into the body’s insulin production)

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2025-11-18 カロリンスカ研究所(KI)

Karolinska Institutet(KI)の研究チームは、膵臓のインスリン分泌細胞(ランゲルハンス島)の働きを、より自然な状態で観察できる新しい手法を開発しました。従来、細胞の観察には麻酔下の動物モデルが使われ、麻酔が血流や細胞活性に影響を与えていました。今回、小さな膵組織片をマウスの頭蓋骨内膜(硬膜)に移植し、頭蓋骨に設けた小窓から血管・神経と接触した移植組織を生きた状態で長期的に顕微鏡観察できるようにしました。実験では、血糖変化に対する細胞の反応(インスリン分泌)を自由に動く動物で捉え、麻酔の影響が細胞応答にいかに影響するかも示されました。研究責任者の Per‑Olof Berggren 教授は、「覚醒状態でインスリン分泌細胞を追えることは、糖尿病の予防・治療法を精密化する重要な一歩」と述べています。将来的には、新薬の評価・細胞移植治療などへの応用が期待されます。

体内インスリン産生を可視化する新手法を開発(New method provides unique insight into the body’s insulin production)
Langerhans islet. Photo: Jakob Suckale cc by-sa 3.0

<関連情報>

覚醒マウスにおける硬膜移植膵島細胞の安定した頭蓋内イメージング Stable intracranial imaging of dura mater-engrafted pancreatic islet cells in awake mice

Philip Tröster,Montse Visa,Ismael Valladolid-Acebes,Martin Köhler & Per-Olof Berggren
Nature Communications  Published:18 November 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-66057-4

Abstract

By transplanting pancreatic islets onto the dura mater of the mouse brain, we establish a microscopy platform that enables longitudinal intravital imaging of otherwise optically inaccessible tissue. The system combines a cranial window with an air-cushioned floating arena and stable head fixation, providing high mechanical stability for repeated single-cell Ca2+ imaging sessions of up to 90 min in awake mice. We show that dura mater-engrafted islets integrate with host vascular and neural networks, and that human islet grafts secrete C-peptide in response to glucose stimulation, indicating metabolic integration. With this platform, we monitor anesthesia-induced changes in capillary blood flow and islet Ca2+ dynamics. In awake mice, following subcutaneous glucose injection, we characterize intracellular Ca2+ oscillations in insulin-secreting β-cells, revealing changes in amplitude, period, and plateau fraction while network coordination remains stable. The dura mater thus offers long-term optical access to functional endocrine tissue, facilitating stable intravital imaging under anesthesia-free, physiological conditions.

医療・健康
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