2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K08275
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
松田 友和 神戸大学, 医学研究科, 医学研究員 (20570344)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 小胞体ストレス / C/EBPβ / Casein kinase 2 / 膵β細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2型糖尿病の進展には小胞体ストレスによるβ細胞量減少が重要な役割を果たしている。CK2は小胞体ストレス下で重要な役割を担っており、抗アポトーシス作用を持つことが報告されている。私たちはこれまでに膵β細胞機能不全において小胞体ストレスにより誘導される転写因子C/EBPβはCK2によりリン酸化されて存在することを明らかにした。
CK2は酵素活性をもつαと活性調節を行うβの2つのサブユニットの4量体から構成されている。通常状態のMIN6細胞（膵β細胞株）においては、どちらのサブユニットも細胞全体に存在するが、αは主に核、βは主に細胞質に分布する。MIN6細胞に薬剤性に小胞体ストレスを負荷すると、両サブユニットとも核へ移行し、βが主に移動していた。また、db/dbマウスやTGマウスのisletではCK2βの増加がみられ、CK2αβとも核に集積していた。
膵β細胞特異的C/EBPβトランスジェニック（TG）マウスにCK2阻害剤であるemodinを投与したところ、随時血糖や体重には有意な差を認めなかったが、空腹時血糖の有意な改善およびIntraperitoneal Glucose Tolerance Test(IPGTT)における耐糖能の改善を認めた。
一方で、MIN6細胞を小胞体ストレス下でCK2阻害剤処理を行うと、p-PERK、C/EBPβ、CHOP、cleaved caspase 3などの小胞体ストレスシグナルは亢進し、GRP78は減少、cell viabilityは減少した。CK2βをER stressを負荷したMIN6細胞に強制発現させると、CK2の活性は上昇し、p-PERK、C/EBPβ、CHOP、cleaved caspase 3など小胞体ストレスシグナルは減少、GRP78も減少し、またcell viabilityも改善した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
１）カゼインキナーゼ２がC/EBPβの発現量を制御する機序、２）糖尿病モデルマウスの糖代謝関連組織におけるカゼインキナーゼ２の発現や活性、３）カゼインキナーゼ２が膵β細胞機能に及ぼす影響、４）カゼインキナーゼ２がマウスの耐糖能に及ぼす影響、の4点を明らかにしていくことを予定していた。カゼインキナーゼ２がC/EBPβを直接リン酸化することを明らかにし、そのリン酸化部位も同定した。また、小胞体ストレスでCK2の分布が変化することを示した。３）４）に関しても、概ね予定通り進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
casein kinaes2(CK2)阻害剤は抗癌剤として注目を集めている。CK2阻害剤は癌細胞に対しては、増殖抑制作用やアポトーシス誘導作用を有するにも関わらず、正常細胞にはそのような作用を発揮しないというという特徴を持っている。その機序として、癌細胞と正常細胞との小胞体機能の違いが指摘されている。CK2阻害剤は、糖尿病性腎症に保護的作用することや、白色脂肪細胞のbrowning化を促進することが報告されており、糖代謝疾患に対するCK2阻害剤の有用性も期待されている。我々の検討においても、膵β細胞特異的C/EBPβトランスジェニックマウスにCK2阻害剤を投与したところ、膵β細胞量がすることで、耐糖能の改善を認めた。その一方で、MIN6細胞を小胞体ストレス下でCK2阻害剤処理を行うと、cell viabilityは減少した。さらにCK2βを強制発現させると、cell viabilityは改善した。これらマウスの膵β細胞のような正常細胞と癌細胞のように高度にストレスに曝された細胞とでのcell viabilityに対するCK2の作用の違いを明らかにすることは非常に重要である。
私達の検討では、通常状態のMIN6細胞において、αサブユニットは主に核、βサブユニットは主に細胞質に分布する。キナーゼサブユニットであるCK2αは、C/EBPβをリン酸化し安定化させるため、CK2阻害剤はC/EBPβの発現量を抑制することで細胞を小胞体から耐性化させる。一方、ストレスが過剰になると、CK2βも核内に移動し、小胞体ストレスに拮抗するような作用を発揮する。そのために癌細胞のようなストレス過剰の状態では、CK2阻害剤は細胞を小胞ストレスに脆弱化させ、cell viabilityを低下させるのではないかと考えている。今後は、これらの機序をさらに検討していく予定である。
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Research Products
(5 results)
