日本人のインスリン非依存性糖尿病発症遺伝子に関する研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06404036
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 清野 進 千葉大学, 医学部, 教授 (80236067)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 五ノ井 透 千葉大学, 真核微生物研究センター, 助手 (30134365) ; 稲垣 暢也 千葉大学, 医学部, 助手 (30241954) ; 黒見 坦 千葉大学, 医学部, 助教授 (30009633) ; 牧野 英一 千葉大学, 医学部, 講師 (50009578)
• Keywords: インスリン非依存性糖尿病 / 遺伝子変異 / カルシウムシグナル / イオンチャネル / G蛋白質共役受容体 / インスリン

Research Abstract

インスリン非依存性糖尿病(NIDDM)の発症には遺伝因子が強く関与することは周知の事実である。日本人NIDDMの特徴としてインスリン作用障害よりむしろインスリン分泌障害が認められるものが圧倒的に多いことより、膵β細胞で発現しインスリン分泌に関わる遺伝子に何らの異常が存在するものと考えられる。本年度ではインスリン分泌の重要なシグナルであるカルシウムシグナルを調節するイオンチャネルの遺伝子とG蛋白質と共役する受容体遺伝子に焦点をあて、cDNAの単離、機能解析、そして一部のチャネルについてはNIDDMにおける遺伝子異常の検索を行なった。まず電位依存性カルシウムチャネルα1サブユニットcDNAとチャネル活性を調節するβ2サブユニットcDNAを哺乳動物やアフリカツメガエル卵母細胞の系で発現させ、電気生理学的手法により解析した。その結果、単離したカルシウムチャネルはL型カルシウムチャネルであることが確認され、インスリン分泌に重要であることが示唆された。膵β細胞で発現するL型VDCC(CACN4)のα1サブユニットとβ(β3)サブユニットの遺伝子構造を決定した。α1サブユニット遺伝子は全長が約155kbpにおよび49のエクソンから構成されていた。一方、β3サブユニットは約8kbにおよび13のexonから構成されていた。CACN4遺伝子変異を検索したところ、89例のNIDDM患者(178 alleles)中1例(1 allele)にexon1におけるATGのinsertionよるmethionineのinsertionがN端に認められた。さらに別の1例ではexon42のGAAのdeletionによるGluのdeletionがC端領域に認められた。これらの変異は48例の正常者(96alleles)には認められなかった。また、リガンド作働性イオンチャネルであるイオン作働性グルタミン酸受容体が膵β細胞で機能発現していることを世界で初めて発見し、インスリン分泌の調節に関与していることを明らかにした。さらにインスリン分泌増強因子として重要なG蛋白質共役受容体であるGastric inhibitory polypeptide(GIP)受容体cDNAのクローニングと機能解析を行なった。

Research Products

• [Publications] Iwashima,Y.et al.: "Reduced levels of messenger ribonucleic acid for calcium channel,glucose transporter-2,and glucokinase are associated with alterations in insulin secretion in fasted rats." Endocrinology. 135. 1010-1017 (1994)
• [Publications] Fujii,Y.et al.: "Somatostatin receptor subtype SSTR2 mediates the inhibition of high-voltage-activated calcium channels by somatostatin and its analogue SMS 201-995." FEBS lett.355. 117-120 (1994)
• [Publications] Gonoi,T.et al.: "Functional neuronal ionotropic glutamate receptors are expressed in the non-neuronal cell line MIN6." J.Biol.Chem.269. 16989-16992 (1994)
• [Publications] Ihara,Y.et al.: "Molecular diversity and functional characterization of voltage-dependent calcium channels(CACN4) expressed in pancreatic β-cells." Mol.Endocrinol.9. 121-130 (1995)
• [Publications] Inagaki,N.et al.: "Expression and role of ionotropic glutamate receptors in pancreatic islet cells." FASEB.J.(in press).
• [Publications] Yamada,Y.et al.: "The structures of the human calcium channel α1 subunit(CACNL1A2) and β subunit (CACNLB3) genes." Genomics. (in press).
• [Publications] 清野進(分担): "分子糖尿病学の進歩" 金原出版, 294 (1994)
• [Publications] 清野進(分担): "糖尿病学" 診断と治療社, 202