2015 Fiscal Year Research-status Report
Exophilin8遺伝子改変マウスを用いたインスリン分泌制御機構の解明
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15K08295
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
松永 耕一 群馬大学, 生体調節研究所, 助教 (20570162)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | インスリン分泌 / Rab27a / メンブレントラフィック |
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| Outline of Annual Research Achievements |
血中グルコース濃度上昇を刺激とした膵β細胞からのインスリン分泌は、分泌顆粒の厳密な輸送制御によって行われている。この過程には単量体GTPase Rab27が、そのエフェクターであるExophilinファミリーたんぱく質を介して機能していることが知られている。その中でExophilin8は、これまでにアクチンやそのモーターたんぱく質ミオシンV/VIIと結合し、輸送機構を制御することが示唆されている。しかし本分子を介した詳細な分子メカニズムは未だ不明な点が多く、in vivoで実際にどのような機能を有するかも明らかになっていない。Exophilin8のインスリン分泌における機能を解明するため、ノックアウトマウスを作成し、解析したところ、Exophilin8ノックアウトβ細胞ではグルコース刺激、及び細胞内cAMP産生を高めるForskolin存在下でのグルコース刺激によるインスリン分泌が、野生型と比べて有意に低下した。次に耐糖能試験を行ったところ、経口、腹腔内投与双方のグルコース負荷において、耐糖能が野生型に比べて低下した。これらの知見はExophilin8が、in vivoでグルコース応答性のインスリン分泌を制御していることを示し、さらにインクレチン等が関与するcAMPに反応する経路（PKA,Epac）において重要な役割を担っている可能性が示唆された。次に本分子の作用機構を調べるために、Exophilin8結合たんぱく質の探索を行ったところ、未報告の新規結合たんぱく質が数種類同定された。そのなかの一つの新規結合たんぱく質に着目し、詳細な解析を行ったところ、Exophilin8とこのたんぱく質が複合体を形成することが、インスリン分泌を効率よく行うのに必要であることがわかった。今後はこの複合体がどのようにインスリン分泌を正に制御しているかを解析していく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
これまでに、Rab27aエフェクターExophilin8のノックアウトマウスを作成し、解析することにより、本分子がインスリン分泌において重要な役割をしていることを示し、さらに網羅的な結合タンパク質探索により、未発表の新規結合タンパク質群を同定した。その中の一つに着目して解析を進めたところ、これらExophilin8-新規結合たんぱく質複合体が、インスリン顆粒を効率よく開口放出させるのに必要であることを明らかにした。このように本研究課題は非常に順調に進展しており、当初の計画以上に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の方針は、新規に発見したExophilin8結合タンパク質を詳細に解析し、この複合体がどのようなメカニズムでインスリン顆粒輸送を制御しているかを明らかにする。具体的にはβ細胞内での新規Exophilin8結合タンパク質の局在等を、Exophilin8ノックアウトβ細胞やノックダウンβ細胞等を用いて調べる。
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| Causes of Carryover |
本研究課題に使用する消耗品や試薬類と同様の物で使用期限の近いものが研究室内に在庫として残っており、それらを優先して使用した。しかしながら次年度において購入予定の試薬類は、当初の計画以上に研究が進展しているため、より多くの実験が必要になったことにより、当初の計画通り必要になる見込みなので、これらをまとめて次年度に購入する予定である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
細胞培養器具や培地、試薬類の購入と実験マウスの購入、管理費が研究費の使途になる。さらにこれまでに得られたデータ等を国内外に発表するための旅費や、論文投稿等の費用にも使用する。
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