インスリン分泌顆粒分解の空間的・時間的評価と分子機構および病態生理学的意義の検討
Publicly Offered Research
| Project Area | Multimode autophagy: Diverse pathways and selectivity |
|---|
| Project/Area Number |
22H04655
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Review Section |
Biological Sciences
|
|---|
| Research Institution | Juntendo University |
|---|
Principal Investigator |
西田 友哉 順天堂大学, 医学部, 准教授 (10581449)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
|
|---|
| Keywords | インスリン / オートファジー / ミクロオートファジー / 超解像顕微鏡 / 膵β細胞 / インスリン分泌顆粒 / クリノファジー / 蛍光レポーター / ゲノムワイドスクリーニング / CRISPR/Cas9 / 糖尿病 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
膵β細胞内でのインスリン分泌顆粒（ Insulin Secretory Granules； ISG）分解の分子機構については未解明であった。我々はそのモニターを可能とする蛍光レポーターを開発した。さらに、CRISPR/Cas9システムと組み合わせ、ゲノムワイドスクリーニングの基礎を確立した。本研究ではISG分解を制御する因子を同定し、個々の因子の機能及び相互作用解析を経て、分解機構の全体像を解明する。さらに、生体内でもISG 分解の評価が可能なモニターマウスを作成してISG分解の評価を行い、同定した制御因子のノックアウトマウスの解析を併せて実施し、ISG分解の持つ病態生理学的意義を解明する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、インスリン分泌顆粒（ Insulin Secretory Granules； ISG）の膵β細胞内分解機構を解明しその病態生理学的意義を明らかにすることを目指した。
はじめに、アミノ酸・グルコース飢餓刺激によって誘導されるISG分解を評価する蛍光レポーターを作製した。CRISPR/Cas9システムによりオートファジー関連遺伝子のノックアウト細胞を作製し、主要なマクロオートファジー制御機構がISG分解に関与しないことを示した。さらに、ゲノムワイドgRNAを用いた遺伝子スクリーニングを実施し、同定された遺伝子群にはマクロオートファジーの制御経路が含まれないことが明らかとなった。
これらの結果を論文として発表する一方（Kanai A. et al. BBRC, 2023)、さらに解析を進めるべく2つの検討を行った。ひとつは、超解像顕微鏡を用いたISG分解のリアルタイム観察であり、ZEISS社製のライトシート顕微鏡を用いてISG下流およびリソソームの挙動を長時間観察することに成功した。もうひとつは、飢餓刺激ではない定常状態のISG分解の評価系の作製である。具体的には、インスリン分子に酸性化環境に耐性の蛍光タンパクであるVenusを結合させたInsulin-Venusを、Tet-Onシステムで発現させる膵β細胞株を作製した。この細胞では、Tet-OnからOffにすることで、ISG分解が誘導されてVenusによる蛍光が消失すること、その消失がリソソームプロテアーゼ阻害薬により阻害されることを示した。
今後は、これらのツールを用いて定常的なISG分解の制御機構に関する検討へと研究を展開させることを企図している。
|
| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
-
[Journal Article] Genome-wide screening for regulators of degradation of insulin secretory granules with a fluorescent reporter.2023
Author(s)
Kanai A, Nishida Y, Iwamoto T, Yokota M, Aoyama S, Ueki K, Ito M, Uzawa H, Iida H, Koike M, Watada H.
-
Journal Title
Biochem Biophys Res Commun.
Volume: 676
Pages: 132-140
DOI
Related Report
Peer Reviewed
-
-
-
[Presentation] Genome-wide Screening for Regulators of Degradation of Insulin Secretory Granules with a Fluorescent Reporter2023
Author(s)
Akiko Kanai, Yuya Nishida, Tatsuya Iwamoto, Mutsumi Yokota, Shuhei Aoyama, Kyosei Ueki, Minami Ito, Hirotsugu Uzawa, Hitoshi Iida, Masato Koike, Hirotaka Watada
Organizer
European Association for the Study of Diabetes
Related Report
Int'l Joint Research
-
-
-
