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遺伝子変異・細胞外環境による、インスリン分泌動態の異常を全反射顕微鏡で観察する

Research Project

Project/Area Number 19659232
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Metabolomics
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

泉 哲郎  Gunma University, 生体調節研究所, 授教 (00212952)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywords糖尿病 / 細胞・組織 / 遺伝子 / 応用動物 / 生理学 / インスリン分泌 / 全反射顕微鏡 / granuphilin / Rab27a
Research Abstract

全反射顕微鏡を用いたインスリン顆粒開口放出過程の観察により、顆粒膜と細胞膜間融合の前過程は一様でないことがわかった。すなわち膜融合直前に細胞膜近傍に停まるもの、離れた部位からリクルートされ、そのまま即座に膜融合するもの、など様々な動態を示す顆粒が認められた。この所見は、定常的な細胞膜ドッキング→プライミング→膜融合というような画一的な連続的過程が顆粒の開口放出に必須である、とするこれまでの定説に疑問を生じさせる。ごの問題を解決するためには、膜融合直前にひとつひとつの顆粒が細胞膜近傍でどのような挙動をとるのか、その細胞内動態をより詳細に計測する必要がある。そこで新たな解析ソフトウェアを導入して、全反射顕微鏡やピエゾ駆動装置を装着した共焦点顕微鏡により、100ミリ秒以下の頻度で顆粒の位置を定量的に計測した。そして刺激後、実際に開口放出した顆粒としていない顆粒の、膜融合直前の動態がどのように異なるのかを調べた。その結果、顆粒は開口放出直前に有意の動きを示すことがわかり、現在、細胞骨格やモーター・タンパク質との関係を調べている。
またグ匁コースやパルミチン酸などの環境因子が顆粒の開口放出動態にどのような影響を及ぼすか、顆粒を可視化した野生型マウス膵β細胞にこれら因子を付加して、全反射顕微鏡で観察している。観察された顆粒動態の変化と、Rab27aやそのエフェクター分子の発現変化を調べ、両者の関係を解析している。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (32 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (14 results) Book (7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Docking is not a prerequisite but a temporal constraint for fusion of secretory granules2008

    • Author(s)
      Kasai K., et al.
    • Journal Title

      Traffic 9

      Pages: 1191-1203

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  • [Journal Article] Purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of Rab27a GTPase in complex with exophilin4/S1p2-a effector2008

    • Author(s)
      Chavas LMG., et al.
    • Journal Title

      Acta Crystallogr. Sect. F. Biol. Cryst. Commun. 64

      Pages: 599-601

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  • [Journal Article] Elucidation of Rab27 recruitment by its effector: structure of Rab27abound to Exonhilin4/S1p2-a2008

    • Author(s)
      Chavas LMG., et al.
    • Journal Title

      Structure 16

      Pages: 1468-1477

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  • [Journal Article] Exophilin4/Slp2-a targets glucagon granules to the plasma membrane through unique Ca^<2+>-inhibitory phospholipid-binding activity of the C2A domain2007

    • Author(s)
      Yu M., et. al.
    • Journal Title

      Mol. Biol. Cell 18

      Pages: 688-696

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  • [Journal Article] A subset of p23 localized on secretory granules in the pancreatic β-cells2007

    • Author(s)
      Hosaka M., et. al.
    • Journal Title

      J. Histochem. Cytochem 55

      Pages: 235-245

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      2007 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Sructure of the small GTPase Rab27b shows an unexpected swapped dimer2007

    • Author(s)
      Chavas LMG., et. al.
    • Journal Title

      Acta Cryst. D 63

      Pages: 769-779

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  • [Journal Article] Physiological roles of Rab27 effectors in regulated exocytosis2007

    • Author(s)
      lzumi T.
    • Journal Title

      Endocrine J. 54

      Pages: 649-657

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  • [Journal Article] Rab27b is expressed in a wide range of exocytic cells and involved in the delivery of secretory granules near the plasma membrane2007

    • Author(s)
      Gomi H., et. al.
    • Journal Title

      Mol. Biol. Cell 18

      Pages: 4377-4386

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  • [Journal Article] Secretory vesicle docking to the plasma membrane: molecular mechanism and functional significance2007

    • Author(s)
      lzumi T., et. al.
    • Journal Title

      Diabetes, Obesity, and Metabolism 9

      Pages: 109-117

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  • [Journal Article] Syntaxin 8 has two functionally distinct di-leucine-based motifs2007

    • Author(s)
      Kasai K., et. al.
    • Journal Title

      Cell.Mol.Biol.Lett. 13

      Pages: 144-154

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  • [Presentation] Docking is not a prerequisite but a temporal constraint for fusion of secretory granules: roles of Rab27a/granuphilin on insulin exocytosis2008

    • Author(s)
      Tetsuro Izumi et al.
    • Organizer
      2008 Keystone Symposyum: Islet and Beta Cell Biology
    • Place of Presentation
      Snowbird, Utah, USA
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  • [Presentation] インスリン分泌顆粒の開口放出におけるRab27aおよびそのエフェクターGranuphilinの役割2008

    • Author(s)
      藤田卓二他
    • Organizer
      第51回日本糖尿病学会年次学術集会
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      東京
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  • [Presentation] インスリン顆粒の細胞膜ドッキングと開口放出(シンポジウム:インスリン分泌機構はどこまで解明されたのか)2008

    • Author(s)
      泉哲郎他
    • Organizer
      第51回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Place of Presentation
      東京
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    • Author(s)
      泉哲郎他
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      第60回日本細胞生物学会大会
    • Place of Presentation
      横浜
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  • [Presentation] Differencial exocytic roles of Rab27a effectors expressed in pancreatic beta cells2008

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      Tetsuro Izumi et al.
    • Organizer
      The 4th scientific Meeting of Asia-Pacific Diabetes and Obesity Study Group
    • Place of Presentation
      神戸
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  • [Presentation] TSODマウスの遺伝学的解析2007

    • Author(s)
      泉 哲郎
    • Organizer
      第3回TSOD(肥満・糖尿病)マウス研究会情報交換会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2007-08-10
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Docking and fusion of endocrine granules in regulated exocytosis2007

    • Author(s)
      Tetsuro lzumi
    • Organizer
      Metabolic syndrome and cellular signaling
    • Place of Presentation
      Daegu,Korea
    • Year and Date
      2007-06-07
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] インスリン顆粒のドッキング、フュージョンの分子機構2007

    • Author(s)
      泉 哲郎
    • Organizer
      第50回日本糖尿病学会年次学術集会(シンポジウム:小胞輸送と糖代謝調節)
    • Place of Presentation
      仙台
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] グルカゴン顆粒の細胞膜への誘導を制御する膵α細胞特異的Rab27aエフェクター分子Exophilin 42007

    • Author(s)
      河西 和雄
    • Organizer
      第50回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Place of Presentation
      仙台
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Granuphilinの発現はSREBP-1cにより活性化されインスリン分泌不全の原因となる2007

    • Author(s)
      加藤 豊範
    • Organizer
      第50回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Place of Presentation
      仙台
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Exophilin4/Slp2-a targets glucagon granles to the plasma membrane through uniqueCa^<2+>-inhibitory phosholiid-binding activity of the C2A domain2007

    • Author(s)
      Kazuo Kasai
    • Organizer
      The 59th Annual Meeting of Japan Society for Cell Biology
    • Place of Presentation
      Fukuoka
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  • [Presentation] ホルモン分泌の分子機構(教育講演)2007

    • Author(s)
      泉 哲郎
    • Organizer
      第80回日本内分泌学会
    • Place of Presentation
      東京
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Roles of Rab27a and its effector granuphilin in insulin exocytosis2007

    • Author(s)
      Tetsuro Lzumi
    • Organizer
      3rd Scientific Meeting of Asia-Pacific Diabetes and obesity Study Group
    • Place of Presentation
      Taizhou,China
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Docking and fusion of insulin granules in pancreatic beta cells2007

    • Author(s)
      Tetsuro lzumi
    • Organizer
      International Symposium on Membrane Traffic
    • Place of Presentation
      Awaji-shima,Hyogo,Japan
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  • [Book] インスリン開口分泌のメカニズム.「新時代の糖尿病学(1)-病因・診断・治療研究の進歩-」2008

    • Author(s)
      泉哲郎
    • Publisher
      日本臨床社
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  • [Book] インスリン分泌の分子メカニズム.「メンブレントラフィックの奔流-分子から細胞、個体へ」蛋白質核酸酵素2008

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      泉哲郎
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      泉哲郎
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    • Author(s)
      泉 哲郎
    • Total Pages
      20
    • Publisher
      メディカル・サイエンス・インターナショナル
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  • [Book] グラニュフィリンというタンパク質がインスリン分泌を抑制する.糖尿病最前線 ベンチノート2007

    • Author(s)
      泉 哲郎
    • Total Pages
      1
    • Publisher
      メディカル・ジャーナル社
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  • [Book] 2型糖尿病の動物モデルーげっ歯類.カラー版 糖尿病学 基礎と臨床2007

    • Author(s)
      泉 哲郎
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      西村書店
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  • [Book] インスリン開口放出におけるGranuphilinの役割.特集「インスリン開口放出機構の最新の知見」内分泌・糖尿病科2007

    • Author(s)
      泉 哲郎
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      科学評論社
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      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://imcr.showa.gunma-u.ac.jp/lab/geneeng/index.html

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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