1992 Fiscal Year Annual Research Report

糖尿病における膵β細胞内情報伝達系の異常に関する生理学的および分子生物学的研究

Research Project

Project/Area Number	03671145
Research Institution	KYOTO UNIVERSITY
Principal Investigator	石田均京都大学, 医学部, 助手 (80212893)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	津田謹輔京都大学, 総合人間学部, 助教授 (10180001) 清野裕京都大学, 医学部, 助教授 (40030986)
Keywords	糖尿病 / 細胞内情報伝達系 / 細胞内カルシウム濃度 / インスリン / ATP感受性K^+チャネル / 電位依存性Ca^<2+>チャネル / パッチクランプ法
Research Abstract	糖尿病における膵β細胞からのブドウ糖刺激に対するインスリン分泌不全の発症機序を明らかにする目的で、膵β細胞内カルシウムシグナリングの異常に重点を置き以下の検討を行なった。新生児期にストレプトゾトシンを投与し作製したインスリン非依存型糖尿病ラット(NSZラット)から得た膵ラ氏島細胞や長時間高濃度ブドウ糖存在下に倍養した膵ラ氏細胞を用いてインスリン分泌動態および膵β細胞内カルシウム濃度の変化を検討したところ、ブドウ糖に対する選択的なインスリン分泌不全の存在とともに、膵β細胞内カルシウム濃度の上昇反応の低下ならびに遅延を認めた。したがって糖尿病状態下でのブドウ糖刺激に対するインスリン分泌不全に、膵β細胞内カルシウムシグナリングの異常が密接に関与している事実が初めて明らかにされた。さらにこの異常の成因を明らかにするために、NSZラットの膵β細胞ATP感受性K^+チャネル(K_<ATP>チャネル)活性を電気生理学的手法の1つであるpatch-clamp法により検討を加えたところ、cell-attached modeでのブドウ糖刺激に対するK_<ATP>チャネル活性の抑制率の低下を認めた。この際inside-out patchによるK_<ATP>チャネルのATPに対する感受性には対照と差を認めず、またcell-attached modeでのsulfonylurea剤の1つのグリベンクラミドに対する感受性にも差を認めなかった。以上よりブドウ糖に対する抑制率の低下は、K_<ATP>チャネル自体の特性の変化ではなく、膵β細胞内でのブドウ糖代謝機構の障害にともなうATP産生能の低下に起因すると考えられた。したがってこのK_<ATP>チャネルのブドウ糖に対する抑制率の低下により膵β細胞膜の脱分機構に障害が生じ、その結果電位依存性Ca^<2+>チャネルの活性化障害による細胞内カルシウムの上昇反応の低下、さらにはインスリン分泌不全へと至るものと考えられた。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Y.Tsuura: "Impaired glucose sensitivity of ATP-sensitive K^+ channels in pancreatic β cells in streptozotocin-induced NIDDM rats." Diavetes. 41. 861-865 (1992)
[Publications] Y.Okamoto: "The role of cytosolic Ca2^+ in impaired sensitivity to glucose of rat pancreatic islets exposed to high glucose in vitro." Diabetes. 41. 1555-1561 (1992)
[Publications] T.Kurose: "Glucagon,insulin and somatostatin secretion in response to sympathetic neural activation in streptozotocin-induced diabetic rats.A study with the isolated perfused rat pancreas in vitro." Diabetologia. 35. 1035-1041 (1992)
[Publications] S.Than: "Bone marrow sransplantation as a strategy for treatment of non-insulin-dependent diabetes mellitus in KK-Ay mice." J.Exp.Med.176. 1233-1238 (1992)
[Publications] N.Takeshita: "Circulating levels and bone contents of bone r-carboxyglutamic acid-containing protein in rat models of non-insulin-dependent diabetes mellitus." Acta Endocrinol.
[Publications] K.Tsuji: "Selective impairment of the cytoplasmic Ca2^+ response to glucose in rat pancreatic β-cells of streptozotocin-induced non-insulin-dependent." Metabolism.

1992 Fiscal Year Annual Research Report

糖尿病における膵β細胞内情報伝達系の異常に関する生理学的および分子生物学的研究

Principal Investigator

石田 均 京都大学, 医学部, 助手 (80212893)

Research Products

[Publications] Y.Tsuura: "Impaired glucose sensitivity of ATP-sensitive K^+ channels in pancreatic β cells in streptozotocin-induced NIDDM rats." Diavetes. 41. 861-865 (1992)

[Publications] Y.Okamoto: "The role of cytosolic Ca2^+ in impaired sensitivity to glucose of rat pancreatic islets exposed to high glucose in vitro." Diabetes. 41. 1555-1561 (1992)

[Publications] T.Kurose: "Glucagon,insulin and somatostatin secretion in response to sympathetic neural activation in streptozotocin-induced diabetic rats.A study with the isolated perfused rat pancreas in vitro." Diabetologia. 35. 1035-1041 (1992)

[Publications] S.Than: "Bone marrow sransplantation as a strategy for treatment of non-insulin-dependent diabetes mellitus in KK-Ay mice." J.Exp.Med.176. 1233-1238 (1992)

[Publications] N.Takeshita: "Circulating levels and bone contents of bone r-carboxyglutamic acid-containing protein in rat models of non-insulin-dependent diabetes mellitus." Acta Endocrinol.

[Publications] K.Tsuji: "Selective impairment of the cytoplasmic Ca2^+ response to glucose in rat pancreatic β-cells of streptozotocin-induced non-insulin-dependent." Metabolism.

石田均京都大学, 医学部, 助手 (80212893)