Endocytosis after insulin secretion in pancreatic beta-cells

• Project/Area Number: 17K09838
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Metabolomics
• Research Institution: University of Shizuoka (2019); Oita University (2017-2018)
• Principal Investigator: Kimura Toshihide 静岡県立大学, 薬学部, 准教授 (60404373)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 糖尿病 / インスリン / 膵B細胞 / シグナル伝達 / プロテオーム / タンパク質 / 低分子量Gタンパク質 / Rab27a / 細胞・組織 / 蛋白質

Outline of Final Research Achievements

Impaired insulin secretion in response to glucose plays an important role in the pathogenesis of diabetes mellitus. Although endocytosis of secretory membranes after insulin release is essential for the tight control of insulin secretion, knowledge about this process in pancreatic beta-cells is still limited. Here, I searched for Rab27a-GAP interacting proteins and identified Ga. I found that Ga interacts with Rab27a-GAP, which is required for endocytosis after insulin secretion.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

インスリンを取り囲んでいた膜成分や分泌に関わった分子は、分泌後に細胞内へ回収されなくては、次の分泌に備えられないばかりか(インスリン分泌不全)、細胞膜上への過度な集積が生じて細胞死を引き起こす(インスリン分泌細胞の脱落)。そのため、エキソサイトーシスのみを促進するこれまでの糖尿病治療薬は、長期投与により治療薬の効果が弱まるとともに、インスリン分泌細胞が疲弊する。本研究は、エンドサイトーシスシグナルの全貌を解明することで、エンドサイトーシスをターゲットとした新しい薬物を開発する基盤になり得る。

Research Products

• [Journal Article] GDP-Bound Rab27a Dissociates from the Endocytic Machinery in a Phosphorylation-Dependent Manner after Insulin Secretion (2019)
  • Author(s): Kimura Toshihide、Yamaoka Mami、Terabayashi Takeshi、Kaibuchi Kozo、Ishikawa Tomohisa、Ishizaki Toshimasa
  • Journal Title: Biological and Pharmaceutical Bulletin Volume: 42 Issue: 9 Pages: 1532-1537
  • DOI: 10.1248/bpb.b19-00242
  • NAID: 130007700076
  • ISSN: 0918-6158, 1347-5215
  • Year and Date: 2019-09-01
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] IRR is involved in glucose-induced endocytosis after insulin secretion (2019)
  • Author(s): Yamaoka Mami、Terabayashi Takeshi、Nishioka Tomoki、Kaibuchi Kozo、Ishikawa Tomohisa、Ishizaki Toshimasa、Kimura Toshihide
  • Journal Title: Journal of Pharmacological Sciences Volume: 140 Issue: 3 Pages: 300-304
  • DOI: 10.1016/j.jphs.2019.07.002
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Baicalein disturbs the morphological plasticity and motility of breast adenocarcinoma cells depending on the tumour microenvironment. (2018)
  • Author(s): Terabayashi T., Hanada K., Motani K., Kosako H., Yamaoka M., Kimura T. and Ishizaki T.
  • Journal Title: Genes to Cells Volume: 印刷中 Issue: 6 Pages: 466-479
  • DOI: 10.1111/gtc.12584
  • NAID: 130007811814
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] インスリン分泌後のエンドサイトーシス制御機構の解析. (2019)
  • Author(s): 木村俊秀、山岡真美、石崎敏理、石川智久
  • Organizer: 第140回 日本薬理学会関東部会
• [Presentation] GDP型Rab27a新規結合タンパク質の同定とエンドサイトーシスの制御 (2018)
  • Author(s): 木村俊秀、姫野冴美、山岡真美、寺林健、石崎敏理
  • Organizer: 第61回 日本糖尿病学会年次学術集会
• [Presentation] インスリン分泌後のエンドサイトーシス (2018)
  • Author(s): 木村俊秀、姫野冴美、山岡真美、寺林健、石崎敏理
  • Organizer: 第41回 日本分子生物学会年会
• [Presentation] 膵B細胞におけるグルコース誘導性エンドサイトーシスの分子メカニズムの解析 (2017)
  • Author(s): 山岡真美、荒巻千香子、姫野冴美、寺林健、石崎敏理、木村俊秀
  • Organizer: 第60回 日本糖尿病学会年次学術集会
• [Presentation] Endocytosis after insulin secretion (2017)
  • Author(s): 木村俊秀
  • Organizer: 第60回 日本糖尿病学会年次学術集会
  • Invited
• [Presentation] 膵B細胞におけるグルコース誘導性エンドサイトーシスの解析 (2017)
  • Author(s): 山岡真美、寺林健、石崎敏理、木村俊秀
  • Organizer: 第40回 日本分子生物学会年会
• [Book] Diabetes Strategy (2017)
  • Author(s): 山岡真美
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 株式会社 先端医学社