2000 Fiscal Year Annual Research Report
インスリン糖取り込み促進作用におけるフォスファチジルイノシトール代謝の重要性
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11671119
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
奥屋 茂 山口大学, 医学部, 助手 (20214083)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 輝昌 山口大学, 医学部・附属病院, 医員(臨床)
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| Keywords | インスリン依存性糖取り込み / フォスファチジルイノシトール / GLUT4 translocation / phosphatidylinositol-3-kinase / PI 3,4,5-P_3 / PI 3,4-P_2 / SHIP (SH2-containing inositol 5'-phosphatase) |
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| Research Abstract |
インスリンによる糖輸送促進にはphosphatidylinositol(PI)3-kinase活性化が必須であり、その下流のシグナルとしてはPI 3,4,5-P_3が最も重要とされているが、PI 3,4-P_2の関与も否定できない。これらPIの糖輸送促進機構における役割を検証する目的で、PI 3,4,5-P_3からPI 3,4-P_2を生ぜしめるSH2-containing inositol 5'-phosphatase(SHIP)を3T3-L1脂肪細胞に過剰発現させ、インスリン刺激による糖輸送を検討した。
wild-type SHIP(wt-SHIP)、細胞膜移行シグナルを付加したミリストイル化SHIP(myr-SHIP)の組換えアデノウイルスベクターを作製し、3T3-L1脂肪細胞に過剰発現させると、インスリン依存性糖取り込みはむしろ促進されることをまず見出した。
次に、CHO細胞に発現させたSHIPを粗精製後、in vitroで[3'-^<32>P]PI 3,4,5-P_3の[3'-^<32>P]PI 3,4-P_2への脱リン酸化を示すことにより、SHIPの5'-phosphatase活性を確認した。
さらに、インスリン依存性糖取り込み促進の機序を明らかにするため、LacZ(コントロール)、wt-SHIP、myr-SHIPを過剰発現させた3T3-L1脂肪細胞でのGLUT4総発現量や、10^<-7>Mインスリン依存性のGLUT4translocationを、total lysateやインスリン非処理・処理後の細胞膜分画でのウエスタンブロットで検討した。その結果、LacZに比べ、wt-SHIPおよびmyr-SHIP過剰発現3T3-L1脂肪細胞では、細胞での総GLUT4発現量自体に特に差はなかったが、10^<-7>Mインスリン存在下での細胞膜分画でのGLUT4発現量は、SHIP特にmry-SHIP発現細胞で増加する傾向にあった。
SHIP特にmyr-SHIPの過剰発現下では、細胞膜上のPI 3,4,5-P_3が減少しPI 3,4-P_2が増加することが推測され、本研究の結果、インスリンによる糖輸送促進機構、すなわちGLUT4 translocationには、PI 3-kinase下流のシグナルとしてPI 3,4-P_2がより重要な役割を果たしている可能性が示唆された。
他方、一連の糖代謝・糖尿病研究の中で、maturity onset diabetes of the young(MODY)-3の原因遺伝子として同定されたhepatocyte nuclear factor(HNF)-1αの遺伝子変異が、インスリン分泌に影響し糖尿病発症に関与する可能性を報告した。また、経口糖尿病薬であるチアゾリジン系薬剤の副作用として引き起こされる浮腫に、同薬剤により発現が増加するvascular endothelial growth factor(VEGF)が関わっている可能性も見出した。
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[Publications] Y.Tanizawa, et al.: "Overexpression of dominant negative mutant hepatocyte nuclear factor (HNF)-1 α inhibits arginine-induced insulin secretion in MIN6"Diabetologia. 42. 887-891 (1999)
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[Publications] M.Emoto, et al.: "Toroglitazone Treatment Increases Plasma Vascular Endothelial Growth Factor in Diabetic Patients and Its mRNA in 3T3-L1 Adipocytes"Diabetes. (in press). (2000)
