エンドセリン受容体結合蛋白質によるシグナルソーム形成を介した２型糖尿病発症機序

• Project/Area Number: 24390059
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: General pharmacology
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 三輪 聡一 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40157706)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2014: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2013: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2012: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
• Keywords: エンドセリン受容体 / エンドセリン-1 / 骨格筋 / Gタンパク質共役型受容体キナーゼ2 / インスリン / Gタンパク質共役型受容体 / Gタンパク質共役型受容体結合タンパク質 / 2型糖尿病

Research Abstract

ヒト骨格筋において，エンドセリン-1 (ET-1) は，インスリンの糖代謝促進作用を抑制することによって，インスリン抵抗性や2型糖尿病の発症・進展に関与することが報告されている。しかしながら，その詳細なメカニズムは不明である。本研究では，ラット骨格筋細胞を用いて，ET-1によるインスリン・シグナルの抑制性制御機構について検討した。
ラット骨格筋細胞において，ヒト骨格筋細胞と同様に，エンドセリンA型受容体及びエンドセリンB型受容体のmRNA発現が検出された。ラット骨格筋細胞において，インスリンは，濃度依存的かつ持続的なAkt (308番目のトレオニン残基・473番目のセリン残基) のリン酸化を引き起こした。インスリンによるAktのリン酸化は，PI3キナーゼ阻害薬によって完全に消失した。インスリンによるAktの持続的なリン酸化は，ET-1の後処理によって抑制され，このET-1の抑制作用は，選択的Gq/11タンパク質阻害薬及び選択的エンドセリンA型受容体遮断薬によって解除された。さらに，ET-1によるインスリン・シグナルの抑制は，内在性に発現するGタンパク質共役型受容体キナーゼ2 (GRK2) の機能を阻害するGRK2-ctを過剰発現させることによって解除された。また，ET-1刺激によって，GRK2とAktの相互作用が増強した。
これらの知見から，骨格筋細胞において，ET-1によるエンドセリンA型受容体の活性化は，インスリンによって誘発されるPI3キナーゼを介したAktのリン酸化をGRK2依存性に抑制することが示唆された。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Endothelin-1 activates extracellular signal-regulated kinases 1/2 via transactivation of platelet-derived growth factor receptor in rat L6 myoblasts. (2014)
  • Author(s): Harada T, Horinouchi T, Higa T, Hoshi A, Higashi T, Terada K, Mai Y, Nepal P, Horiguchi M, Hatate C, Miwa S.
  • Journal Title: Life Sci. Volume: 104 Issue: 1-2 Pages: 24-31
  • DOI: 10.1016/j.lfs.2014.04.002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Endothelin receptor signaling: new insight into its regulatory mechanisms. (2013)
  • Author(s): Horinouchi T, Terada K, Higashi T, Miwa S.
  • Journal Title: J. Pharmacol. Sci. Volume: 123 Pages: 85-101
  • NAID: 130003382599
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of stable cytotoxic factors in the gas phase extract of cigarette smoke and pharmacological characterization of their cytotoxicity. (2013)
  • Author(s): Noya Y, Seki K, Asano H, Mai Y, Horinouchi T, Higashi T, Terada K, Hatate C, Hoshi A, Nepal P, Horiguchi M, Kuge Y, Miwa S.
  • Journal Title: Toxicology Volume: 314 Issue: 1 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1016/j.tox.2013.08.015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Different binding property of STIM1 and its novel splice variant STIM1L to Orai1, TRPC3, and TRPC6 channels. (2012)
  • Author(s): Horinouchi, T., Higashi, T., Higa, T., Terada, K., Mai, Y., Aoyagi, H.,
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 428 Issue: 2 Pages: 252-258
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.10.034
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Adenylate cyclase-cAMP-protein kinase A signaling pathway inhibits endothelin type A receptor-operated Ca2+ entry mediated via TRPC6 channels (2012)
  • Author(s): Horinouchi T, Higa T, Aoyagi H, Nishiya T, Terada K, Miwa S
  • Journal Title: J. Pharmacol. Exp. Ther. Volume: 340(1) Issue: 1 Pages: 143-151
  • DOI: 10.1124/jpet.111.187500
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nicotine- and tar-free cigarette smoke extract induces cell injury via intracellular Ca2+-dependent subtype-specific protein kinase C activation. (2012)
  • Author(s): Mai, Y., Higashi, T., Terada, K., Hatate. C., Nepal, P., Horiguchi.M.,
  • Journal Title: J. Pharmacol. Sci. Volume: 120 Pages: 310-314
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nicotine- and tar-free cigarette smoke extract induces cell damage through reactive oxygen species newly generated by PKC-dependent activation of (2012)
  • Author(s): Asano, H., Horinouchi, T., Mai, Y., Sawada, O., Fujii, S., Nishiya, T.,
  • Journal Title: J. Pharmacol. Sci. Volume: 118 Pages: 275-287
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ラット骨格筋細胞においてエンドセリン-1により活性化されるシグナル伝達機構の解明 (2014)
  • Author(s): 星暁壮，堀之内孝広，原田拓弥，比嘉綱己，東恒仁，寺田晃士，眞井洋輔，ネパル・プラハ，堀口美香，旗手千鶴，三輪聡一
  • Organizer: 第87回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター，仙台
• [Presentation] タバコ煙ガス相中の細胞傷害成分の同定と細胞傷害メカニズムの解析 (2014)
  • Author(s): 東恒仁，眞井洋輔，堀之内孝広，寺田晃士，星暁壮，堀口美香，Nepal Prabha，原田拓弥，旗手千鶴，三輪聡一
  • Organizer: 第87回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター，仙台
• [Presentation] エンドセリンB型受容体のトラフィッキングにおける受容体ユビキチン化の役割 (2014)
  • Author(s): 寺田晃士，堀之内孝広，東恒仁，Nepal Prabha，堀口美香，旗手千鶴，星暁壮，眞井洋輔，原田拓弥，三輪聡一
  • Organizer: 第87回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター，仙台
• [Presentation] エンドセリン受容体シグナルソーム形成からみた治療戦略 (2014)
  • Author(s): 堀之内孝広，寺田晃士，東恒仁，星暁壮，三輪聡一
  • Organizer: 第87回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター，仙台
• [Presentation] ユビキチン化によるエンドセリン受容体の細胞内トラフィッキング制御 (2014)
  • Author(s): 三輪聡一，寺田晃士，東恒仁，Nepal Prabha，堀之内孝広
  • Organizer: 第87回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター，仙台
• [Presentation] エンドセリンB型受容体の動態制御におけるユビキチン化修飾の役割 (2013)
  • Author(s): 寺田晃士, 堀之内孝広, 東恒仁, 旗手千鶴,三輪聡一
  • Organizer: 第86回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場,福岡
  • Year and Date: 2013-03-22
• [Presentation] 小胞体Ca2+センサーSTIM1の新規スプライスバリアントSTIM1Lの同定とその薬理学的特徴 (2013)
  • Author(s): 堀之内孝広, 東恒仁, 寺田晃士, 比嘉綱己, 眞井洋輔, 旗手千鶴,
  • Organizer: 第86回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場,福岡
  • Year and Date: 2013-03-22
• [Presentation] ニコチン及びタール除去タバコ煙水抽出物はCa2+依存的にPKCを活性化することで細胞傷害を引き起こす (2013)
  • Author(s): 東恒仁, 眞井洋輔, 堀之内孝広, 寺田晃士, 旗手千鶴, 三輪聡一
  • Organizer: 第86回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場,福岡
  • Year and Date: 2013-03-21
• [Presentation] アデニル酸シクラーゼ-cAMP-プロテインキナーゼA系によるエンドセリン受容体活性化型TRPC6チャネルを介した受容体作動性Ca2+流入の抑制性制御 (2013)
  • Author(s): 堀之内孝広, 寺田晃士, 東恒仁, 比嘉綱己, 原田拓弥, 三輪聡一
  • Organizer: 第42回日本心脈管作動物質学会
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂,奈良
  • Year and Date: 2013-02-08
• [Presentation] エンドセリン-1によるインスリン-Aktシグナル伝達の抑制性制御におけるGタンパク質共役型受容体キナーゼ2の関与 (2013)
  • Author(s): 堀之内孝広，原田拓弥，星暁壮，東恒仁，寺田晃士，比嘉綱己，眞井洋輔，Nepal Prabha，堀口美香，旗手千鶴，三輪聡一
  • Organizer: 第23回日本循環薬理学会
  • Place of Presentation: 福岡大学メディカルホール，福岡
• [Presentation] 骨格筋細胞におけるエンドセリン受容体を介したインスリン・シグナルの抑制性制御機構の解明 (2013)
  • Author(s): 堀之内孝広，原田拓弥，東恒仁，寺田晃士，比嘉綱己，眞井洋輔，星暁壮，Nepal Prabha，堀口美香，旗手千鶴，三輪聡一
  • Organizer: 第64回日本薬理学会北部会
  • Place of Presentation: 大雪クリスタルホール，北海道
• [Presentation] エンドセリンB型受容体のET-1刺激誘発的な細胞内移行とシグナルの制御におけるユビキチン修飾の役割 (2013)
  • Author(s): 寺田晃士，堀之内孝広，東恒仁，Nepal Prabha，堀口美香，旗手千鶴，星暁壮，三輪聡一
  • Organizer: 第64回日本薬理学会北部会
  • Place of Presentation: 大雪クリスタルホール，北海道
• [Presentation] ニコチン及びタール除去タバコ煙抽出物中に含まれる細胞傷害因子の性状解析 (2013)
  • Author(s): 東恒仁，眞井洋輔，堀之内孝広，寺田晃士，旗手千鶴，星暁壮，Prabha Nepal，堀口美香，三輪聡一
  • Organizer: 第64回日本薬理学会北部会
  • Place of Presentation: 大雪クリスタルホール，北海道
• [Presentation] エンドセリン-1による骨格筋インスリン・シグナルの抑制性制御機構の解明 (2013)
  • Author(s): 原田拓弥，堀之内孝広，東恒仁，寺田晃士，比嘉綱己，眞井洋輔，星暁壮，Nepal Prabha，堀口美香，旗手千鶴，三輪聡一
  • Organizer: 第27回北海道薬物作用談話会
  • Place of Presentation: 酪農学園大学，北海道
• [Presentation] 小胞体Ca2+センサーSTIM1とその新規スプライスバリアントによるTRPC3及びTRPC6チャネルを介したエンドセリンA型受容体作動性Ca2+流入の抑制性制御 (2012)
  • Author(s): 堀之内孝広, 比嘉綱己, 東恒仁, 寺田晃士, 眞井洋輔, 原田拓弥,
  • Organizer: 第22回日本循環薬理学会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場,富山
  • Year and Date: 2012-11-30
• [Presentation] ユビキチン化によるエンドセリン受容体の動態制御機構の解析 (2012)
  • Author(s): 寺田晃士, 堀之内孝広, 東恒仁, 旗手千鶴, 三輪聡一
  • Organizer: 第22回日本循環薬理学会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場,富山
  • Year and Date: 2012-11-30
• [Presentation] 肺高血圧症の発症・進展に寄与するTRPC6チャネルの抑制性機能制御機構 (2012)
  • Author(s): 堀之内孝広, 比嘉綱己, 東恒仁, 寺田晃士, 旗手千鶴, 三輪聡一
  • Organizer: 第1回日本肺循環学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京ステーションコンファレンス,東京
  • Year and Date: 2012-09-22
• [Presentation] 小胞体Ca2+センサーSTIM1の新規バリアントの同定とその分子薬理学的特性の解析 (2012)
  • Author(s): 堀之内孝広, 比嘉綱己, 東恒仁, 寺田晃士, 旗手千鶴, 三輪聡一
  • Organizer: 第63回日本薬理学会北部会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ,新潟
  • Year and Date: 2012-09-14
• [Presentation] ニコチン及びタール除去タバコ煙抽出物の細胞傷害作用に関与するPKCアイソザイムの同定と活性化機構の解明 (2012)
  • Author(s): 東恒仁, 眞井洋輔,寺田晃士, 旗手千鶴,堀之内孝広,三輪聡一
  • Organizer: 第63回日本薬理学会北部会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ,新潟
  • Year and Date: 2012-09-14
• [Presentation] エンドセリンB型受容体の動態制御におけるユビキチン化の役割の解析 (2012)
  • Author(s): 寺田晃士, 堀之内孝広, 東恒仁, 旗手千鶴, 三輪聡一
  • Organizer: 第63回日本薬理学会北部会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ,新潟
  • Year and Date: 2012-09-14
• [Presentation] ニコチン及びタール除去タバコ煙抽出液の細胞傷害作用に関与するPKCアイソザイムの同定とその活性化機構の解明 (2012)
  • Author(s): 眞井洋輔, 東恒仁, 寺田晃士, 旗手千鶴, 堀之内孝広, 三輪聡一
  • Organizer: 第26回北海道薬物作用談話会
  • Place of Presentation: 北海道大学,北海道
  • Year and Date: 2012-07-28
• [Presentation] エンドセリン受容体活性化型TRPC6チャネルの機能制御機構 (2012)
  • Author(s): 堀之内孝広, 比嘉綱己, 青柳裕之, 東恒仁, 寺田晃士, 旗手千鶴
  • Organizer: 第8回TRPチャネル研究会
  • Place of Presentation: 岡崎カンファレンスセンター,岡崎
  • Year and Date: 2012-06-14