RyRノックアウトを用いた膵β細胞インスリン分泌の細胞内 Ca^<2+>遊離の寄与に解析

• Project/Area Number: 18790161
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: General physiology
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 樫山 拓 Juntendo University, 医学部, 助教 (90338343)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2006: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
• Keywords: リアノジン受容体 / インスリン / 糖尿病 / 細胞内Ca^<2+>ストア / 細胞内Ca2+ストア / β細胞

Research Abstract

近年、細胞内Ca^2+ストアからのCa^2+遊離がインスリン分泌に関与していることが報告され、糖尿病との関連も示唆されている。本研究では、細胞内Ca^2+遊離チャネルであるリアノジン受容体(RyR)ノックダウンモデルを用い、インスリン分泌における膵β細胞内Ca^2+遊離の寄与と分子機構について検討した。まず、膵β細胞由来MIN6細胞を用い、細胞内Ca^2+ストアの存在とCa^2+遊離チャネル(RyR)の寄与を調べた。蛍光性Ca^2+指示薬(Fura2-AM)を負荷した細胞に10mMカフェインを適用したところ一過性のCa^2+上昇が観察された。また、miRNAシステム(lnVitrogen)を用いてRyR2のノックダウンを行った細胞では、カフェインによるCa^2+上昇が有意に小さくなった。
このことから、β細胞におけるCa^2+遊離にはRyR2による経路が存在することが示唆された。次に、高グルコース刺激したβ細胞では持続的なCa^2+上昇が起こることから、Ca^2+ストアの枯渇によるstoreoperatedCa^2+enty(SOC)の可能性について検討した。MIN6細胞を用い、細胞外Ca^2+非存在下でCPAを適用し、細胞内Ca^2+ストアを枯渇させた後、再び細胞外Ca^2+を2mMに戻したところ一過性のCa^2+上昇が観察された。一方、SOC関連タンパク質であるSTIM1をmiRNAでノックダウンした細胞ではCa^2+上昇が著しく減少した。このことからMIN6細胞においても他の細胞と同様にSOCが存在し、そこにはSTIM1が関与していることが示唆された。さらにSTIM1をノックダウンしたMIN6細胞ではカフェインによるCa^2+上昇が小さくなるという結果が得られており、RyR2とSOCによる協調的なCa^2+上昇がインスリン分泌に寄与している可能性が見えてきた。