2018 Fiscal Year Research-status Report
VAMP7を介した膵β細胞のミトコンドリア品質管理と糖尿病発症機序の解明
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17K09845
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| Research Institution | Kyorin University |
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Principal Investigator |
青柳 共太 杏林大学, 医学部, 講師 (50453527)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | VAMP7 / オートファジー / ミトコンドリア / 膵β細胞 / インスリン分泌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
VAMP7は膜融合を仲介する、いわゆるSNAREタンパク質である。膵β細胞においてVAMP7はオートファゴソーム形成に関与することにより、機能不全ミトコンドリアの除去に関わることが我々の研究により明らかになっている。
VAMP7によるオートファゴソーム形成の制御機構について検討した昨年度までの研究により、1)VAMP7はオートファジー関連タンパク質であるAtg9aと同じ小胞上に局在し、オートファゴソーム形成に関与する、2)VAMP7はHrb、SNAP-47、Syntaxin16と相互作用することによりオートファゴソーム形成を制御することを明らかにした。そこで本年度はこれらの結果を論文にまとめて発表するために必要な研究を行った。
Atg9aをノックダウンすると、VAMP7、Hrb、SNAP-47、Syntaxin16をノックダウンした時と同様、細胞内に機能不全ミトコンドリアが蓄積し、グルコース刺激依存的なインスリン分泌が減弱することを明らかにした。つぎに、オートファジーによって分解されるミトコンドリアを可視化する蛍光タンパク質プローブを構築し、可視化解析を行った。その結果、Atg9a、Hrb、SNAP-47、Syntaxin16をノックダウンすると、オートファジーによるミトコンドリアの分解が抑制されることを明らかにした。さらに、SNAP-47とSyntaxin16の一部がVAMP7およびAtg9aと同じ小胞膜上に局在することを免疫染色法により明らかにした。昨年度までに得られていた結果とあわせ、これらの結果をEndocrinology誌に論文として発表した。
また、オートファジーを介したミトコンドリアの分解を可視化するプローブを膵β細胞に発現するマウスを開発し、機能不全ミトコンドリアの分解活性を可視化する実験系の構築に成功した。
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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
VAMP7がAtg9aと協同してオートファゴソーム形成にはたらくこと、またVAMP7がHrb、SNAP-47、Syntaxin16と相互作用することによりオートファゴソーム形成にはたらくことについて論文にまとめることができた。
また、機能不全ミトコンドリアの分解活性をマウスにおいて可視化する実験系の構築に成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
高脂肪食飼育したり、糖尿病モデルマウスと交配することにより、機能不全ミトコンドリアの分解活性を可視化できるマウスにおいて糖尿病を誘導し、機能不全ミトコンドリアの分解・蓄積のバランスと糖尿病発症の関連について解析を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
VAMP7がAtg9aと共にはたらくことでオートファゴソーム形成を制御することを論文にまとめる過程で、見込んでいた実験の一部を行わなくて良いと査読者から指摘されたため。今年度の実験に必要な消耗品の購入に使用する予定。
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[Journal Article] ELKS/Voltage-dependent Ca2+ channel-beta subunit module regulates polarized Ca2+ influx in pancreatic beta cells.2019
Author(s)
Ohara-Imaizumi M, Aoyagi K, Yamauchi H, Mori MX, Hida Y, Tran HN, Ohkura M, Abe M, Akimoto Y, Nakamichi Y, Nishiwaki C, Kawakami H, Hara K, Sakimura K, Nagamatsu S, Mori Y, Nakai J, Kakei M, Ohtsuka T
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Journal Title
Cell Reports
Volume: 29
Pages: 1213-1226.e7
DOI
Peer Reviewed
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