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膵内分泌細胞における開口放出の制御機構

Research Project

Project/Area Number 21590227
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field General physiology
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

高橋 倫子  The University of Tokyo, 医学(系)研究科(研究院), その他 (60332178)

Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords生理学 / 糖尿病 / 細胞・組織
Research Abstract

生体の糖代謝に重要なホルモンにインスリンが挙げられる。インスリンの分泌にかかわる分子の機能や動態を明らかにするために、蛋白の蛍光標識と2光子励起画像法を応用して解析した。分泌細胞株であるINS-1に光活性型GFP(PA-GFP)標識SNAP25の遺伝子を導入し、細胞膜の一部で光活性化を行った結果、SNAP25の拡散が観察された。さらに拡散の様式には二種類有ることを見出した。本実験をより生理的な初代培養細胞で行うために、発現ウィルスベクターの作製に取り組み、成功した。また、SNAP25の拡散はSyntaxinの密度勾配に左右される可能性を考え、蛍光標識ベクターの作製を行った。さらにSyntaxinの拡散については光褪色後蛍光回復法を用いて検討した。
膵ベータ細胞にはインスリン顆粒の他、シナプス小胞様顆粒も存在する。SNAP25の分子内FRETプローブ(SLIM)を利用しても、シナプス小胞様顆粒の開口放出に伴うシグナルは現在まで検出できていない。以前行った解析によると、シナプス小胞様顆粒のケイジドカルシウム刺激による分泌は同期し、かつ、その数はインスリン顆粒よりも多いため(Hatakeyama H.et al.J Physiol. 582, 1087, 2007)、SNAP25以外のSNARE蛋白質が、膵β細胞のシナプス小胞様顆粒の膜融合を担っている可能性がある。SNAP25の類似体であるSNAP23は組織免疫染色により、膵ベータ細胞に発現していることが確認されており、本分子の関与が示唆される。そこで、SNAP23に二種類のGFP変異体蛍光分子を融合させたFRETプローブを構築した。INS-1細胞に導入し、分泌刺激に伴う変化を解析した。
また、SNAREの複合化に深くかかわるMunc18の変異体蛋白を膵島に過剰発現させ、分泌量の変化を2光子励起顕微鏡で定量化した。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] SNARE conformational changes that prepare vesicles for exocytosis.2010

    • Author(s)
      Noriko Takahashi
    • Journal Title

      Cell Metabolism

      Volume: 12 Pages: 19-29

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Class IA phosphatidylinositol 3-kinase in pancreatic B cells controls insulin secretion by multiple mechanisms.2010

    • Author(s)
      Kazuma Kaneko
    • Journal Title

      Cell Metabolism

      Volume: 12 Pages: 619-632

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] インスリン分泌におけるSNARE複合化2010

    • Author(s)
      高橋倫子
    • Journal Title

      生体の科学

      Volume: 61 Pages: 222-226

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Journal Article] インスリン顆粒の開口分泌様式2010

    • Author(s)
      高橋倫子
    • Journal Title

      実験医学特集・代謝糊の鍵を握る膵β細胞

      Volume: 9 Pages: 1347-1351

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Journal Article] Exocytosis in islet beta-cells.2010

    • Author(s)
      Kasai H, Hatakeyama H., Ohno M, Takahashi N.
    • Journal Title

      Advances in Experimental Medicine and Biology 654

      Pages: 303-336

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Journal Article] 2光子励起画像法によるインスリン開口放出の解析2009

    • Author(s)
      高橋倫子、大野光代、河西春郎
    • Journal Title

      Diabetes Journal 37

      Pages: 37-41

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] インスリン分泌を起こす蛋白の構造変化2011

    • Author(s)
      高橋倫子
    • Organizer
      第14回鯨インスリン分泌研究会
    • Place of Presentation
      山の上ホテル(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2011-02-23
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Protein dynamics and conformational changes for insulin exocytosis2011

    • Author(s)
      Noriko Takahashi
    • Organizer
      International Symposium "Computational Physiology of Cardiac Myocytes and Pancreatic β-cells ; Interaction between Energy Metabolism and Membrane Excitability"
    • Place of Presentation
      京都大学芝蘭会館(京都府京都市)
    • Year and Date
      2011-01-30
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] SNARE conformational changes for exocytosis2010

    • Author(s)
      Noriko Takahashi
    • Organizer
      Asia Islet Biology & Incretin Symposium
    • Place of Presentation
      ホテルグランヴィア(京都府京都市)
    • Year and Date
      2010-07-31
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Protein conformational changes for insulin exocytosis.2009

    • Author(s)
      高橋倫子
    • Organizer
      The 25th Kumamoto Medical Bioscience & Global COE Program Joint Symposium
    • Place of Presentation
      Kumamoto(熊本全日空ホテル)
    • Year and Date
      2009-11-13
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Protein dynamics during insulin exocytosis analyzed with two-photon imaging.2009

    • Author(s)
      Noriko Takahahshi, Hiroyasu Hatakeyama, Mitsuyo Ohno, Haruo Kasai
    • Organizer
      IUPS 2009(国際生理学会)
    • Place of Presentation
      Kyoto(Kyoto International Conference Center)
    • Year and Date
      2009-07-30
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] インスリン分泌過程における膜融合関連蛋白質の構造変化2009

    • Author(s)
      高橋倫子、畠山裕康、大野光代、河西春郎
    • Organizer
      第52回日本糖尿病学会
    • Place of Presentation
      大阪(大阪国際会議場)
    • Year and Date
      2009-05-23
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] インスリン分泌過程における膜融合関連蛋白質の構造変化2009

    • Author(s)
      高橋倫子、大野光代、河西春郎
    • Organizer
      第82回 日本内分泌学会
    • Place of Presentation
      群馬(群馬県民会館)
    • Year and Date
      2009-04-24
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.bm2.m.u-tokyo.ac.jp/

    • Related Report
      2009 Annual Research Report

URL: 

Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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