膵β細胞からのインスリン分泌を制御する新規分子機構の同定と生理的意義の解明

• Project/Area Number: 21K08551
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 54040:Metabolism and endocrinology-related
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 駒津 光久 信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (90221978)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大久保 洋輔 信州大学, 学術研究院医学系(医学部附属病院), 助教 (70793925)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: インスリン分泌 / プロテオーム解析 / PGRMC1 / 膵ベータ細胞 / ブドウ糖 / インクレチン / パルミチン化 / インスリン

Outline of Research at the Start

本研究の目的はブドウ糖による代謝性増幅経路を担う分子基盤の解明であり、我々が30年にわたり、その存在、特性を報告してきた経路に関する研究であり、極めて学術的独自性に富む研究課題である。代謝性増幅経路の存在は世界に認知されているが、その分子基盤に迫る研究成果は現在まで他の研究者から発表されておらず、極めて高い創造性のある研究である。

Outline of Annual Research Achievements

ブドウ糖による代謝性増幅経路の存在は広く認知されるようになったが、その分子基盤は短期的に見通しの立つアプローチ法がなく具体的な進展はほとんど見られていない。今年度我々は、ラット膵島をもちいて、このメカニズムを担う分子候補をプロテオーム解析と過去の我々の報告からmembrane-associated progesterone receptor component 1(PGRMC1)とcarboxypeptidase Bの２つに絞り込んだ。それぞれのタンパクのアミノ酸配列から我々が、ブドウ糖による制御機構として推定しているパルミチン化がおこる部位がcarboxypeptidase Bにはなく、PGRMC1には存在することが明らかとなった。そこで化学物質評価研究機構に依頼し、単離膵島のPGRMC1が実際にパルミチン化を受けるかを検討した。その結果、当初予想したシステイン残基ではパルミチン化を証明できなかったが、K96で明らかなパルミチン化が起こることが証明できた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

PGRMC1はインクレチンと関連してインスリン分泌に関与している分子であり、そのPGRMC1がパルミチン化を受けることを証明できたことは確実な進歩である。

Strategy for Future Research Activity

ブドウ糖刺激やインクレチン刺激で膵島のPGRMC1がパルミチン化されるか否かを検討する。並行して、siRNAをもちいて膵島のPGRMC1をノックダウンし、インスリン分泌にどのような変化があるかを検討する。
状況に応じて膵β細胞株をもちいた実験や、膵β細胞特異的にPGRMC1をノックアウトしたマウスを作成しそのフェノタイプを検討する（これは次のプロジェクトとして遂行することになるだろう）。