Role of CK2 in unfolded protein respose in pancreatic beta cells

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K17963
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 54040:Metabolism and endocrinology-related
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: Takai Tomoko 神戸大学, 医学研究科, 学術研究員 (90823047)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 2型糖尿病 / 小胞体ストレス

Outline of Final Research Achievements

Endoplasmic reticulum (ER) stress due to obesity and systemic insulin resistance is an important pathogenic factor that might lead to pancreatic β cell failure. CK2 has a pro-survival function in ER stress function. The aim of this study is to clarify the role of CK2 in the pancreatic beta cells.
CK2beta, which leads to activation of CK2, overexpressed Min6 cells improved UPR signals　induced by tunicamycin and showed increase in EDEM and GRP78. The alpha1-antitrypsin variant is known to a model of ERAD substrate. The degradation of the alpha1-antitrypsin　variant was promoted by co-expression with CK2beta.
The findings of this study suggested that CK2beta ameliorated UPR via ERAD activation and prevented pancreatic beta cells from ER-stress induced apoptosis. CK2 activation　might be a new strategy for prevention of pancreatic β cell failure.

Free Research Field

内分泌・代謝

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

2型糖尿病の人口は増加傾向であり、日本での有病率は20歳以上で9%、高齢者ではさらに上昇する。
高血糖や肥満によるインスリン合成の負荷は小胞体ストレスを引き起こし、膵β細胞量の減少の原因となる。これまでには、糖尿病モデルマウスにおいてCHOP、C/EBPβの欠損、分子シャペロンの投与などにより小胞体ストレスを改善させ耐糖能の改善がみられている。
今回もCK2活性化により小胞体ストレス軽減がみられ、2型糖尿病の治療に役立つと考えられた。また、小胞体ストレスは2型糖尿病だけでなく、肥満、神経変性疾患など多数の疾患との関連が示唆されており、他分野にも原因の解明に役立つと考えられた。