2000 Fiscal Year Annual Research Report
膵β細胞ATP感受性K^+チャネルの異種多分子による機能調節に関する研究
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12671119
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
加計 正文 鹿児島大学, 医学部・附属病院, 講師 (90214270)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中田 正範 鹿児島大学, 医学部, 助手 (10305120)
矢田 俊彦 自治医科大学, 医学部, 教授 (60166527)
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| Keywords | ATP感受性K^+チャネル / 膵β細胞 / インスリン分泌 / PIP2 / 細胞骨格 / スルフォニル尿素薬 |
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| Research Abstract |
膵β細胞ATP感受性K^+チャネル(K-ATPチャネル)はβ細胞の静止膜電位を決定するイオンチャネルであり、グルコース刺激はこのチャネルの抑制によりインスリン分泌を起こす。K-ATPチャネルは、スルフォニル尿素レセプター(SUR)と内向き整流性K^+チャネル(Kir6.2)の2つのサブユニットから構成されている。本研究の目的は、これらの2つの蛋白間の情報伝達並びに機能に対して膜リン脂質代謝分子であるphosphatidylinosigol 4,5-bisphosphate(PIP2)および細胞骨格による制御の機構を解明することで、以下の結果を得た。
1)PIP2は非ランダウンチャネルのATP感受性を低下させて活性化する
2)PIP2はランダウンチャネルのATP感受性を低下させることなくチャネルを活性化する
3)カルシウム処理をするとチャネルのスルフォニル尿素薬に対する感受性は低下する
4)さらにADPによるチャネル活性化作用も低下するが、ATPによるチャネル抑制作用は保たれている
5)PIP2は上記3)並びにADPの作用を回復させる
6)5)の作用はactin蛋白の安定化作用によるものであった。
以上の結果からチャネルは細胞骨格、膜リン脂質代謝、アクチン蛋白の重合、脱重合、カルシウムにより調節を受けている。PIP2はアクチン重合の安定化作用とチャネル活動の調節を行っている。PIP2の膜内濃度の低下はチャネルの活動の低下を来すこと、カルシウム処理によるチャネルのスルフォニル尿素受容帯からチャネル孔イオン透過性に至る伝達の安定化作用をアクチン細胞骨格を介して行っていることが明らかになった。チャネルのランダウン現象はATP感受性低下に必要な因子を喪失していることを示唆している。
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[Publications] Okamura M,Kakei M,Ichinari K,Miyamura A,Oketani N,Koriyama N,Tei C: "State-dependent modification of ATP-sensitive K^+ channels by phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate"Am J Physiol.(Cell Physiol). 280. C303-C308 (2001)
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[Publications] Gong Q,Kake Mi,Koriyama N,Nakazaki M,Morimitsu S,Yaekura K,Tei C: "P2Y-Purinoceptor Mediated Inhibition of L-type Ca^<2+> Channels in Rat Pancreatic β-Cells."Cell Structure and Function. 25. 279-289 (2000)
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[Publications] Nakazaki M,Kakei M,Yaekura K,Koriyama N,Morimitsu S,Ichinari K,Yada T,and Tei C: "Diverse effects of hydrogen peroxide on cytosolic Ca^<2+> homeostasis in rat pancreatic β-cells,"Cell Structure and Function. 25. 187-193 (2000)
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[Publications] Koriyama N,Kakei M,Nakazaki M,Yaekura K,Ichinari K,Yada T.and Tei C: "PIP2 and ATP cooperatively prevent cytosolic Ca^<2+>-induced modification of ATP-sensitive K^+ channels in rat pancreatic β-cells"Diabetes. 49. 1830-1839 (2000)
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[Publications] Koriyama N,Kakei M,Yaekura K Okui H,Yamashita T,Nishimura H,Matsushita S and Tei C: "Pheochromocytoma of which catecholamine release and blood pressure were controlled by somatostatin : a case with an in vitro study"Hormone Research. 53. 46-50 (2000)
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[Publications] Miyamura A,Kakei M,Ichinari K,Okamura M,Oketani N and Tei C: "On the mechanism of ADP-induced alteration of sufonylurea sensitivity in cardiac ATP-sensitive K^+ channels"British Journal of Pharmacology. 130. 1411-1417 (2000)
