インスリンによるGLUT4小胞エキソサイトーシス促進機構の解明

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11671107
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 柴田 宏 群馬大学, 生体調節研究所, 助教授 (20235584)
• Keywords: インスリン / グルコーストランスポーター / GTP結合蛋白 / Rab4 / SNARE / シンタキシン

Research Abstract

これまでの我々の検討により、ラット脂肪細胞において、インスリンによるGLUT4のエキソサイトーシス促進作用に低分子量GTP結合蛋白であるRab4が関与すること、またインスリンはPI3キナーゼを介する機構によりRab4を活性化することが示された。したがって、インスリンはRab4の活性化を介してGLUT4のトランスロケーションを促進することが示唆される。本研究においては、GLUT4小胞が細胞膜と融合する際のt-SNAREであるシンタキシン4とRab4との相互作用を検討し、GTP依存性にRab4がシンタキシン4と結合することを明らかにした(投稿中)。Rab4のシンタキシン4への結合はmunc-18cの存在により阻止されることから、Rab4とシンタキシン4が結合するためには、munc-18cがシンタキシン4から解離することが必要であることが明らかになった。一方、PI3キナーゼの下流の細胞内シグナル分子として、Akt/プロテインキナーゼBおよびプロテインキナーゼCλについて検討を行い、Akt/プロテインキナーゼBはGLUT4トランスロケーションに関与しないこと、プロテインキナーゼCλが関与することを明らかにした(投稿準備中)。一方、本研究において、我々はGLUT4のエキソサイトーシスおよびエンドサイトーシスへのアクチン細胞骨格の関与について検討した。その結果ラット脂肪細胞のアクチンフィラメントはGLUT4のエキソサイトーシスにとって重要な役割を果たしているが、エンドサイトーシスには関与していないことが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Omata,W. et al: "Actin filaments play a critical role in insulin-induced exocytotic recruitment but not in endocytosis of GLUT4 in isolated rat adipocytes"Biochem.J.. 346. 321-328 (2000)
• [Publications] 柴田 宏: "インスリンシグナリングにおけるRabタンパク質"生体の科学. 50・6. 565-573 (1999)
• [Publications] Kanazaki,M. et al: "Translocation of a calcium-permeable cation channel induced by insulin-like growth factor-I."Nature Cell Biol.. 1・3. 165-170 (1999)
• [Publications] Ohnishi,H. et al: "Involvement of Rab4 in regulated exocytosis of rat pancreatic acini"Gastroenterology. 116. 943-952 (1999)