膵β細胞に発現する甘味受容体:その機能と臨床的意義の解明

• Project/Area Number: 21659226
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Metabolomics
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 小島 至 群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (60143492)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2010: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2009: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 甘味受容体 / 膵β細胞 / インスリン / 分泌 / カルシウム / サイクリックAMP / Cキナーゼ

Research Abstract

膵β細胞に発現する甘味受容体の機能と、β細胞機能や糖代謝調節における意義を明らかにするための研究を行った。まず膵β細胞株MIN6細胞を用いて、グルコースによるインスリン分泌に甘味受容体が関与してるかどうかを検討した。グルコースを添加すると、数秒以内という早期にCキナーゼ(PKCα)の細胞膜移行が観察された。これを裏付けるように、同様の時間経過でCキナーゼ基質であるMARCKSの細胞質移行が観察された。MARCKSは非燐酸化状態では細胞膜に局在するが、燐酸化を受けると細胞質に放出されることから、Cキナーゼの活性化を反映しているものと考えられた。同様に、グルコース添加により素早いジアシルグリセロール増加が観察された。これらの素早い反応はグルコース代謝を抑制しても観察され、代謝に依存しない作用であると考えられた。一方、グルコースにより誘発されるこれらの素早い反応は甘味受容体の拮抗剤グルマリン添加や、甘味受容体のノックダウンにより消失したことから、甘味受容体を介した反応であることが判明した。グルマリン添加や甘味受容体のノックダウンによってグルコースにより刺激されるインスリン分泌は有意に抑制された。同様な効果は、遊離膵島を用いた場合にも観察され、とくに単離膵島を用いたペリフユージョンにより、グルマリンや甘味受容体ノックダウンが第一相だけでなく第二相のインスリン分泌も抑制することが明らかになった。以上の結果から、甘味受容体はもっとも重要なインスリン分泌刺激因子であるグルコースの作用に関与していることが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Extracellular Matrix Modulates Insulin Production During Differentiation of AR42J Cells : Functional Role of Pax6 Transcription Factor. (2010)
  • Author(s): Hamamoto,K., Yamada,S., Hara,A., Kodera,T., Seno,M., Kojima,I
  • Journal Title: Journal of Cellular Biochemistry Volume: 112 Pages: 318-329
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 膵β細胞に発現する甘味受容体 (2010)
  • Author(s): 小島至、中川祐子
  • Journal Title: 実験医学 Volume: 29 Pages: 1215-1219
• [Journal Article] Sweet taste receptor expressed in pancreatic β cells activates the calcium and cyclic AMP signaling systems and stimulates insulin secretion. (2009)
  • Author(s): Nakagawa Y, Nagsawa M, Yamada S, Hara A, Mogami H, Nikolaev VO, Lohse MJ, Shigemura N, Ninomiya Y, Kojima I
  • Journal Title: PLoS ONE 4
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Role of the sweet taste receptor in the action of glucose in pancreatic β-cells (2010)
  • Author(s): Itaru Kojima
  • Organizer: The 8^<th> International Symposium on Molecular and Cellular Mechanism of Taste and Olfactory Perception
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2010-11-06
• [Presentation] 膵β細胞に発現する甘味受容体の機能 (2009)
  • Author(s): 中川祐子、長澤雅裕, 山田聡子、原朱美、最上秀夫、小島至
  • Organizer: 第82回日本内分泌学会総会
  • Place of Presentation: 群馬県民会館
  • Year and Date: 2009-04-24