2016 Fiscal Year Research-status Report
インスリン抵抗性に及ぼすセレンタンパク質と体内レドックス制御解析
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16K08357
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| Research Institution | Setsunan University |
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Principal Investigator |
上野 仁 摂南大学, 薬学部, 教授 (20176621)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荻野 泰史 摂南大学, 薬学部, 助教 (80617283)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | インスリン抵抗性 / セレン / レドックス / ROS / 糖尿病 / 微量必須元素 / セレンタンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Insulin抵抗性と直接関係するセレンタンパク質を同定し、その作用機作と体内レドックス制御との関係を解析することを目的として、まずglutathione peroxidase（GPX）1またはselenoprotein（Sep）Pとinsulin抵抗性との関連性を追求した。
2型糖尿病マウスモデルであるNSYマウスを用い、2㎎/L seleno-L-methionine（SeMet）含有飲料水および高脂肪飼料（HFD）を12週間自由摂取させることにより早期にinsulin抵抗性を発症するマウスモデルを作製して糖負荷試験（OGTT）、insulin負荷試験（ITT）を行った。OGTTおよびITTにおける血糖値は、HFD摂取により有意に増加し、さらにSeMet摂取により有意に増加した。そのときの血漿中insulin量はHFD摂取により有意に増加し、血漿中adiponectinは有意に低かった。
肝臓中GPx1 mRNA発現量は、HFDおよびSeMet 摂取により有意に増加し、そのタンパク質発現量はSeMet 摂取により有意に上昇した。肝臓中Sepp1 mRNA 発現量およびタンパク質発現量は、HFD摂取により有意に増大した。肝臓中protein tyrosine phosphatase（PTP）1-B活性は HFD摂取により有意に増加したが、SeMet摂取により低下した。肝組織切片のHE染色と4-hydroxy-2-nonenal（4-HNE）免疫染色により、脂肪滴の亢進とROS産生の亢進が確認された。以上の結果、insulin抵抗性の発現には肥満による酸化ストレスの亢進とともに、セレン摂取によるGPx1 および Sepp1 の関与が示唆された。また、GPx1 の発現により PTP1-B 活性が上昇し、insulinシグナル伝達が抑制されることが示唆された。
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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
平成28年度に計画した「Insulin抵抗性マウスモデルの標的組織におけるセレンタンパク質発現およびROS産生の解析」では、insulin抵抗性に関与するセレンタンパク質を同定することが目的であり、ほぼ想定通りに結果が出た。また、「Insulin抵抗性マウスモデルの標的組織におけるinsulinシグナル分子の制御解析」では、PTP-1B活性とセレンとの相互作用がわかってきた。今のところ、当初計画したphosphatase and tensin homolog deleted from chromosome 10 (PTEN)活性体との関連性については未着手であるが、PTP-1Bに着目することにより、解析を進めたいと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Insulin抵抗性マウスモデルを用いた検討では、その標的組織中のタンパク質の発現量や酵素活性の測定により、insulin標的組織中のセレンタンパク質発現ならびにROS産生とinsulinシグナル分子の制御との関連性を推定できるが、より詳細な解析は難しい。そこで、in vitro系においてSepPを含めたセレン負荷によるredox制御、ROS産生とinsulinシグナル分子との関係を調べ、最終的にinsulin抵抗性の発症およびその予防に最も寄与するセレンタンパク質やその条件ならびに作用機構を明らかにする。
3T3-L1脂肪細胞およびHepa 1-6肝癌細胞を用い、SeMetおよび遊離脂肪酸処理によるセレンタンパク質（とくにGPX1およびSepP）の発現についてRT-PCR法およびウエスタンブロッティング法により測定するとともに、細胞内ROS産生およびGLUT4の発現について蛍光標識ArrayScanにより測定する。また、PTP-1Bの発現およびphosphatase活性を測定することにより、SeMetならびに遊離脂肪酸の影響について検討する。
3T3-L1脂肪細胞およびHepa 1-6肝癌細胞のGPX1およびSEpPノックアウト細胞を作製し、同様の検討を行うことにより、GPX1の発現とPTP-1BおよびPTENの発現およびphosphatase活性との関連性を詳細に検討する。
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Research Products
(3 results)
