エンドセリン受容体シグナルソームの形成を介した２型糖尿病発症メカニズムの解明

• Project/Area Number: 24590309
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: General pharmacology
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 堀之内 孝広 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (20307771)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2014: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2013: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2012: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: エンドセリン受容体 / インスリン / 骨格筋 / インスリン受容体 / 2型糖尿病 / シグナルソーム

Research Abstract

【背景・目的】エンドセリン-1(ET-1)は，ヒト骨格筋において，インスリン誘発性のグルコース取り込みを抑制することによって，インスリン抵抗性2型糖尿病の発症・進展に関与する。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(L6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。
【方法】L6細胞におけるAktのリン酸化量の変化は，Western blot法を用いて解析した。ETA受容体(ETAR)及びETB受容体(ETBR)のmRNA発現は，RT-PCR法を用いて検出した。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)の機能を阻害するために，アデノウィルスを用いて，GRK2のC末端領域(GRK2-ct)をL6細胞に過剰発現させた。
【結果】L6細胞において，ヒト骨格筋細胞と同様に，ETAR及びETB受容体ETBRのmRNA発現が検出された。L6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ETAR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。
【考察】骨格筋細胞において，ET-1によるETAR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。

Research Products

• [Journal Article] 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 (2013)
  • Author(s): 堀之内孝広，比嘉綱己，青柳裕之，西屋禎，寺田晃士，三輪聡一
  • Journal Title: 北海道医学雑誌 Volume: 88 Pages: 91-91
  • NAID: 10031165891
• [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
• [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] 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] Molecular mechanism for suppression of insulin signaling by endothelin-1 in skeletal muscle cells. (2013)
  • Author(s): Takahiro Horinouchi, Takuya Harada, Tsunaki Higa, Tsunehito Higashi, Koji Terada, Akimasa Hoshi, Yosuke Mai, Mika Horiguchi, Prabha Nepal, Chizuru Hatate, Soichi Miwa.
  • Organizer: 13th International Conference on Endothelin
  • Place of Presentation: 筑波大学東京キャンパス，東京
• [Presentation] Negative regulation of endothelin type A receptor-operated TRPC6 channel by adenylate cyclase-cAMP-protein kinase A signaling pathway. (2013)
  • Author(s): Takahiro Horinouchi, Tsunaki Higa, Tsunehito Higashi, Koji Terada, Yosuke Mai, Takuya Harada, Akimasa Hoshi, Mika Horiguchi, Prabha Nepal, Chizuru Hatate, Soichi Miwa.
  • Organizer: 13th International Conference on Endothelin
  • Place of Presentation: 筑波大学東京キャンパス，東京
• [Presentation] 循環動態改善薬の最前線－基礎から臨床応用へ－ (2012)
  • Author(s): 堀之内孝広
  • Organizer: 第32回日本小児循環動態研究会学術集会
  • Place of Presentation: 北海道大学医学部学友会館「フラテ」，札幌
  • Invited