GLUT4細胞内トラフィック経路の細胞生物学的解剖とその制御機構

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13671175
• Research Institution: Gunma University, Institute For Molecular and Cellular Regulation
• 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 / アクチン細胞骨格 / 微小管

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(J. Bio. Chem. 276:5265, 2001)。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(投稿中)。一方、本研究において、我々はGLUT4の細胞内トラフィックにおける微小管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インスリン感受性GLUT4プールには、微小管依存性および非依存性プールが存在することを明らかにした(2002年度米国糖尿病学会(サンフランシスコ)にて発表、論文投稿中)。

Research Products

• [Publications] Li, L.et al.: "Direct interaction of Rab4 with syntaxin 4"J. Biol. Chem.. 276・7. 5265-5273 (2001)
• [Publications] Suzuki, J. et al.: "Dynamin is involved in human epithelial cell vacuolation caused by the Helicobacter pylori-produced cytotoxin VacA"J. Clin. Invest.. 107・3. 363-370 (2001)
• [Publications] Liu, L.-B.et al.: "Disruption of the microtubules reveals two kineticallydifferent trafficking components of GLUT4 in rat adipocytes"Diabetes. 51・Suppl 2. A310 (2002)