Elucidation of the regulatory mechanisms of myogenesis by diacylglycerol kinase delta for improvement of insulin resistance

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K18859
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 堺 弘道 島根大学, 総合科学研究支援センター, 助教 (00375255)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ジアシルグリセロールキナーゼ / 2型糖尿病 / 筋分化 / サイクリンD1 / プロテインキナーゼC

Outline of Annual Research Achievements

インスリン抵抗性改善を目指したジアシルグリセロール（DG）キナーゼδ（DGKδ）による筋分化促進機構の解明へ向けて，前年度，①C2C12筋芽細胞の筋分化過程において，細胞周期調節因子cyclin D1は分化24時間に顕著に減少し，DGKδの発現はcyclin D1の発現減少より遅れて分化48時間後に減少することを示した．さらに，②DGKδの発現を抑制したときには，分化48時間後の筋形成制御因子myogeninの発現誘導とcyclin D1の発現減少は抑制されることを示した．
本年度においても，DGKδの発現を抑制したところ，分化48時間後のmyogeninの発現誘導とcyclin D1の発現減少は抑制されることを示し，昨年度同様の解析結果を得ることが出来た．従って，次にDGKδによる筋分化制御メカニズムを明らかにすることにした．DGKの基質DGはconventional/novel protein kinase C（cnPKC）を活性化し，一方で，代謝物PAはmammalian target of rapamycin（mTOR）を活性化する．そこで，DGKδの発現抑制によるPKC及びmTORシグナルへの影響を評価したところ，分化48時間後のcnPKCの発現量及びリン酸化レベルは有意に増加することがわかった．分化24時間後においてもDGKδの発現抑制により，myogeninの発現誘導は殆ど抑制されないにも関わらず，cyclin D1の発現量とcnPKCのリン酸化レベルは増加することが示された．筋分化過程において，DGKδの発現減少はcyclin D1の発現減少より遅れることから，DGKδは筋分化の誘導のためにPKC活性を減少させ，cyclin D1の発現抑制に関わることが示された．

Research Products

• [Journal Article] Activation of conventional and novel protein kinase C isozymes by different diacylglycerol molecular species. (2016)
  • Author(s): Kamiya, Y., Mizuno, S., Komenoi, S., Sakai, H., and Sakane, F.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Rep. Volume: 7 Pages: 361-366
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2016.07.017.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Behavioral and pharmacological phenotypes of brain-specific diacylglycerol kinase δ-knockout mice. (2016)
  • Author(s): Usuki, T., Takato, T., Lu, Q., Sakai, H., Bando, K., Kiyonari, H., and Sakane F.
  • Journal Title: Brain Res. Volume: 1648 (Pt A) Pages: 193-201
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2016.07.017.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Distinct 1-monoacylglycerol and 2-monoacylglycerol kinase activities of diacylglycerol kinase isozymes. (2016)
  • Author(s): Sato, Y., Murakami, C, Yamaki, A, Mizuno, S, Sakai, H., and Sakane, F.
  • Journal Title: Biochim. Biophys. Acta. - Proteins Proteomics Volume: 1864 Pages: 1170-1176
  • DOI: 10.1016/j.bbapap.2016.06.012.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Myristic Acid Enhances Diacylglycerol Kinase δ-Dependent Glucose Uptake in Myotubes. (2016)
  • Author(s): Wada, Y., Sakiyama, S., Sakai, H., and Sakane, F.
  • Journal Title: Lipids Volume: 51 Pages: 897-903
  • DOI: 10.1007/s11745-016-4162-9.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Deficiency of diacylglycerol kinase η induces lithium-sensitive mania-like behavior. (2016)
  • Author(s): Isozaki, T., Komenoi, S., Lu, Q., Usuki, T., Tomokata, S., Matsutomo, D., Sakai, H., Bando, K., Kiyonari, H., and Sakane, F.
  • Journal Title: J. Neurochem. Volume: 138 Pages: 448-456
  • DOI: 10.1111/jnc.13661.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The pleckstrin homology domain of diacylglycerol kinase η strongly and selectively binds to phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate. (2016)
  • Author(s): Kume, A., Kawase, K., Komenoi, S., Usuki, T., Takeshita, E., Sakai, H., and Sakane, F
  • Journal Title: J. Biol. Chem. Volume: 291 Pages: 8150-8161
  • DOI: 10.1074/jbc.M115.648717.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ジアシルグリセロールキナーゼδはC2C12筋芽細胞の筋分化誘導のためにcyclin D1の発現を制御する (2017)
  • Author(s): 堺 弘道, 松本 健一，坂根 郁夫
  • Organizer: 第59回日本脂質生化学会
  • Place of Presentation: 京都（京都大学百周年時計台記念館）
  • Year and Date: 2017-06-15 – 2017-06-16
• [Presentation] C2C12筋芽細胞の筋分化におけるジアシルグリセロールキナーゼδの機能 (2016)
  • Author(s): 堺 弘道, 松本 健一，坂根 郁夫
  • Organizer: 第58回日本脂質生化学会
  • Place of Presentation: 秋田（にぎわい交流館AU）
  • Year and Date: 2016-06-09 – 2016-06-10