1998 Fiscal Year Annual Research Report

新たなインスリン分泌調節薬開発のためのスクリーニングシステムの確立

Research Project

Project/Area Number	09557075
Research Institution	Chiba University Graduate School of Medicine
Principal Investigator	清野進千葉大学, 大学院・医学研究科, 教授 (80236067)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	渡邉敏文武田薬品工業(株), 創薬研究本部, 主任研究員五ノ井透千葉大学, 真菌医学研究センター, 助手 (30134365) 三木隆司千葉大学, 大学院・医学研究科, 助手 (50302568) 矢野秀樹千葉大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (30288576)
Keywords	ATP感受性K^+チャネル / インスリン / スルホニール尿素受容体 / 内向き整流性K^+チャネル / グリベンクラミド / 糖尿病
Research Abstract	スルホニール尿素(SU)剤は血糖降下剤として2型糖尿病の治療に広く使用されている。SU剤は膵β細胞のATP感受性K^+(K_<ATP>)チャネルを閉鎖することにより、インスリン分泌を促進し、血糖降下作用を発揮する。膵β細胞のK_<ATP>チャネルSUレセプターSUR1を内向き整流性KチャネルメンバーであるKir6.2で構成される。本研究では、SUレセプターを標的とした新たなインスリン分泌調節薬を開発するためのスクリーニングシステムの確立を目的とした。 1)SUR1とKir6.2のストイキオメトリーの解析 SUR1とKir6.2をつないだ単一ポリペプチドSUR1・Kir6.2、ならびにSUR1と2つのKir6.2をつないだ単一ポリペプチドSUR1・(Kir6.2)_2を作成し、COS1細胞に発現させてそのチャネル電流を解析した。さらに、これらのポリペプチドにKir6.2あるいはSUR1を共発現させ、そのチャネル電流に及ぼす効果について検討した。チャネル電流の解析には、Rb^+effluxならびにパッチクランプ法を用いた。SUR1とKir6.2は、1:1の比率で発現させたときに最大の電流が認められた。膵β細胞のK_<ATP>チャネルはKir6.2の4量体がポアを形成し、SUR1がそれを取り囲むような構造をとると考えられた。 2)SUR1とKir6.2のキメラの解析ハムスターSUR1とラットSUR2Aを用い15種類のキメラを作成した。^<36>Rb^+effluxと[H]^3標識グリベンクラミド結合実験の実験により、SUR1の15から16番目の膜貫通領域の間にSU剤(グリベンクラミド)に対して高親和性の領域が存在することが示唆された。 3)Kir6.2ノックアウトマウスによるK_<ATP>チャネル欠損動物の開発 Kir6.2遺伝子を破壊することによりK_<ATP>チャネル欠損マウスを作製した。Kir6.2ノックアウトマウスは外見上大きな変化を認めず、妊孕性であった。KOマウスではグルコースおよびトルブタミドによるインスリン分泌は認められず、K_<ATP>チャネルはグルコースとSU剤によるインスリン分泌の鍵となる調節分子であることが示された。

Research Products
(18 results)

All Other

All Publications (18 results)

[Publications] Seino,S.: "ATP-sensitive potassium channels:a model of heteromultimeric potassium channel/receptor assemblies." Annu.Rev.Physiol.(in press). (1999)
[Publications] Miki,T.et al.: "The structure and function of the ATP-sensitive K^+ channel in pancreatic β-cells." J.Mol.Endo.(in press). (1999)
[Publications] Ueda,K.et al: "Cooperative binding of ATP and MgADP in the sulfonylurea receptor is modulated by glibenclamide." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 96. 1268-1272 (1999)
[Publications] Tanabe,K.et al.: "Direct photoaffinity labeling of the Kir6.2 subunit of the ATP-sensitive K^+ channel by 8-azido-ATP." J.Biol.Chem.274. 3931-3933 (1999)
[Publications] Inagaki,N.& Seino,S.: "ATP sensitive potassium channels:structures,functions,and pathophysiology." Jpn.J.Physiol.48. 397-412 (1998)
[Publications] Miki,T.et al.: "Defective insulin secretion and enhanced insulin action in K_<ATP> channel-deficient mice." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 95. 10402-10406 (1998)
[Publications] Yanase,H.et al.: "Cellular distribution of sulfonylurea receptor 2 mRNA in the ovary and testis of rats." Biomed.Res.19. 199-204 (1998)
[Publications] Sanchez J.A.et al.: "Modulation of reconstituted ATP-sensitive K^+ channels by GTP-binding proteins." J.Physiol.507. 315-324 (1998)
[Publications] Suzuki,M.et al.: "Kir6.1:a subunit of ATP-sensitive K^+ channels in mitochondria." Biochem.Biophys.Res.Commun.241. 693-637 (1997)
[Publications] Miki,T.et al.: "Abnormalities of pancreatic islets by targeted expression of a dominant-negative K_<ATP> channel." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 94. 11969-11973 (1997)
[Publications] Ueda,K.et al: "MgADP antagonism to Mg-independent ATP binding of the sulfonylurea receptor SUR1." J.Biol.Chem.272. 22983-22986 (1997)
[Publications] Inagaki,N.et al.: "Subunit stoichiometry of the pancreatic β-cell ATP-sensitive K^+ channel." FEBS lett.409. 232-236 (1997)
[Publications] Dunne,M.J.et al.: "Familial persistent hyperinsulinemic hypoglycaemia of infancy,and mutations in the sulfonylurea receptor." New Engl.J.Med.336. 703-706 (1997)
[Publications] Inoue,H.et al.: "Sequence variants in the pancreatic islet β-cell inwardly rectifying K^+ channel Kir6.2(Bir)gene:identification and lack of role in caucasian patients with NIDDM." Diabetes. 46. 502-507 (1997)
[Publications] Suzuki,M.et al.: "Localization of the ATP-sensitive K^+ channel subunit,Kir6.2,in mouse pancreas." Diabetes. 46. 1440-1444 (1997)
[Publications] Nestorowicz,A.et al.: "A nonsense mutation in the inward rectifier potassium channel gene,Kir6.2,is associated with familial hyperinsulinism." Diabetes. 46. 1743-1748 (1997)
[Publications] Gonoi,T.and Seino,S.: "Handbook of Experimental Pharmacology" Springer-Verlng,Heidelberg,(in press), (1999)
[Publications] Miki,T.et al.: "In Potassium ion channels:molecular structure,functin,and diseases." Academic Press,San Diego,CA,(in press), (1999)

1998 Fiscal Year Annual Research Report

新たなインスリン分泌調節薬開発のためのスクリーニングシステムの確立

Principal Investigator

清野 進 千葉大学, 大学院・医学研究科, 教授 (80236067)

Research Products

[Publications] Seino,S.: "ATP-sensitive potassium channels:a model of heteromultimeric potassium channel/receptor assemblies." Annu.Rev.Physiol.(in press). (1999)

[Publications] Miki,T.et al.: "The structure and function of the ATP-sensitive K^+ channel in pancreatic β-cells." J.Mol.Endo.(in press). (1999)

[Publications] Ueda,K.et al: "Cooperative binding of ATP and MgADP in the sulfonylurea receptor is modulated by glibenclamide." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 96. 1268-1272 (1999)

[Publications] Tanabe,K.et al.: "Direct photoaffinity labeling of the Kir6.2 subunit of the ATP-sensitive K^+ channel by 8-azido-ATP." J.Biol.Chem.274. 3931-3933 (1999)

[Publications] Inagaki,N.& Seino,S.: "ATP sensitive potassium channels:structures,functions,and pathophysiology." Jpn.J.Physiol.48. 397-412 (1998)

[Publications] Miki,T.et al.: "Defective insulin secretion and enhanced insulin action in K_<ATP> channel-deficient mice." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 95. 10402-10406 (1998)

[Publications] Yanase,H.et al.: "Cellular distribution of sulfonylurea receptor 2 mRNA in the ovary and testis of rats." Biomed.Res.19. 199-204 (1998)

[Publications] Sanchez J.A.et al.: "Modulation of reconstituted ATP-sensitive K^+ channels by GTP-binding proteins." J.Physiol.507. 315-324 (1998)

[Publications] Suzuki,M.et al.: "Kir6.1:a subunit of ATP-sensitive K^+ channels in mitochondria." Biochem.Biophys.Res.Commun.241. 693-637 (1997)

[Publications] Miki,T.et al.: "Abnormalities of pancreatic islets by targeted expression of a dominant-negative K_<ATP> channel." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 94. 11969-11973 (1997)

[Publications] Ueda,K.et al: "MgADP antagonism to Mg-independent ATP binding of the sulfonylurea receptor SUR1." J.Biol.Chem.272. 22983-22986 (1997)

[Publications] Inagaki,N.et al.: "Subunit stoichiometry of the pancreatic β-cell ATP-sensitive K^+ channel." FEBS lett.409. 232-236 (1997)

[Publications] Dunne,M.J.et al.: "Familial persistent hyperinsulinemic hypoglycaemia of infancy,and mutations in the sulfonylurea receptor." New Engl.J.Med.336. 703-706 (1997)

[Publications] Inoue,H.et al.: "Sequence variants in the pancreatic islet β-cell inwardly rectifying K^+ channel Kir6.2(Bir)gene:identification and lack of role in caucasian patients with NIDDM." Diabetes. 46. 502-507 (1997)

[Publications] Suzuki,M.et al.: "Localization of the ATP-sensitive K^+ channel subunit,Kir6.2,in mouse pancreas." Diabetes. 46. 1440-1444 (1997)

[Publications] Nestorowicz,A.et al.: "A nonsense mutation in the inward rectifier potassium channel gene,Kir6.2,is associated with familial hyperinsulinism." Diabetes. 46. 1743-1748 (1997)

[Publications] Gonoi,T.and Seino,S.: "Handbook of Experimental Pharmacology" Springer-Verlng,Heidelberg,(in press), (1999)

[Publications] Miki,T.et al.: "In Potassium ion channels:molecular structure,functin,and diseases." Academic Press,San Diego,CA,(in press), (1999)

清野進千葉大学, 大学院・医学研究科, 教授 (80236067)