2020 Fiscal Year Research-status Report

小胞体内カルシウム・センサーSTIMによるインスリン分泌制御基盤の研究

Research Project

Project/Area Number	19K09021
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	小倉雅仁京都大学, 医学研究科, 特定助教 (00547812)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	インスリン分泌
Outline of Annual Research Achievements	膵β細胞のグルコース応答性インスリン分泌（GIIS, glucose-induced insulin secretion）には、グルコース代謝と連動した電位依存性カルシウムチャネル（VDCC, voltage-dependent calcium channel）を介した細胞内へのカルシウム流入が重要な役割を担う。一方、VDCCとは別に新たな経路として細胞内へのカルシウム流入を担うSOCE（store-operated calcium entry）が、近年、インスリン分泌制御に関与する可能性が示唆されるが、その生理学的意義や制御機構は不明である。本研究では、SOCEを制御する小胞体膜蛋白STIM（stromal interaction molecule）1及びSTIM2に注目し、検討を行ってきた。膵β細胞株であるMIN6ではSTIM1のノックダウンによりGIISは変化せず、脂肪酸受容体GPR40アゴニストのfasiglifam（fas）や脂肪酸によるGIISの増強が抑制された。作出した膵β細胞特異的STIM1欠損マウスにおいては、経口ブドウ糖負荷試験でfasによる耐糖能の改善効果が有意に障害されていた。 MIN6ではSTIM2のノックダウンによりGIISは変化しなかったが、細胞内のインスリン含量の低下を認めた。STIMは小胞体に局在するタンパク質であり、STIM2と小胞体ストレスとの関連に興味を持ったので、MIN6を用いて検討したところ、STIM2をノックダウンすることにより、脂肪酸による小胞体ストレスに関連する分子のmRNA発現が増加する傾向を認めた。Cre/loxP系を用いて膵β細胞特異的にSTIM2の遺伝子を欠失したマウス（βSTIM2cKOマウス）を作出した。作出したβSTIM2cKOマウスは解剖学的な異常を認めず、成長や生殖にも異常を認めていない。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 2020年度においては、膵β細胞におけるSTIM2のin vivoでの機能解析を進め、Cre/loxP系を用いて膵β細胞特異的にSTIM2の遺伝子を単独もしくは同時に欠失したマウス（βSTIM2cKO）を作出し、2019年度に作出したβSTIM1cKO マウスと交配し、βSTIM1/STIM2cKOマウス）を作出する予定であった。 βSTIM2cKOマウス作出後、すぐにβSTIM1/STIM2cKOマウス作出を行う予定であったが、細胞株での検討から発育に障害が生じる可能性も考え、βSTIM2cKOマウスの成長をまず注意深く観察していたので交配が遅れたが、βSTIM2cKOマウスの成長や生殖に問題ないことが確認されたので、現在βSTIM1KOマウスとSTIM2cKOマウスの交配を進めているので、研究計画としてはおおむね順調に進展していると考えている。
Strategy for Future Research Activity	細胞株を用いた検討では、CRISPR/Cas9法を用いてSTIM2を欠損したMIN6細胞の作成も行いたいと考えている。βSTIM2cKOマウスとβSTIM1/STIM2cKOマウスの解析を進めていきたいと考えている。またob/obマウスなどの病態モデルにおけるSTIM1やSTIM2の発現変化についても検討を加えたいと考えている。