2020 Fiscal Year Research-status Report
PIP2によるKATPチャネル・インスリン分泌制御ならびに糖尿病治療への応用
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20K08865
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| Research Institution | Fukushima Medical University |
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Principal Investigator |
下村 健寿 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (90636226)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | KATPチャネル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ATP感受性が低下して開口状態に傾くKATPチャネルのチャネルポアを構成する変異型の内向き整流性カリウムチャネル（Kir6.2-R50P)をウィルスベクターを用いて骨格筋培養細胞であるC2C12ならびに膵β細胞培養細胞であるMIN6に発現させた。これによりヘテロ状態の変異型KATPチャネルがC2C12とMIN6それぞれに発現していることを確認した。その結果、C2C12とMIN6においてともに膜電位の低下が確認された。
これらの細胞に対してパッチクランプ法を用いてKATPチャネルの電流値を測定したところ野生型のチャネルよりも開口傾向が高いことを確認し、Gタンパク受容体刺激にともないPIP２を減少させることを試みた。MIN6細胞における検討ではオキシトシンなどのGqタンパク受容体刺激は野生型のKATPチャネルにおいてはチャネル活性に変化を及ぼさなかったが、開口変異型KATPチャネル（Kir6.2-R50P/SUR1）ではチャネルの活性が低下し、チャネルが閉まる方向に傾くことが確認できた。この際、Kir6.2-R50P/SUR1型のKATPチャネルのシングルチャネル解析を同時に行ったが、その開口確率（Po）に変化は確認されずただ、ATPの感受性が低下していることが確認できた。
一方、骨格筋培養細胞であるC2C12では上記のMIN6において確認されたチャネル閉鎖作用は認められなかった。これは骨格筋細胞型KATPチャネル(Kir6.2/SUR2）ではPIP２の感受性が異なることが示唆されたことと考えられる。
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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
細胞レベルで野生型・変異型KATPチャネルの発現ならびに電気生理学的（single cell patch clamp)検討は当初の予定通り進行している。
それぞれの予想された電気生理学的特性（膜電位の変化ならびにATP感受性の変化）などが測定されており、本年までの成果はScientific Report誌などに英文原著論文として発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
PIP2によるKATPチャネル制御機序に関してGPCR刺激においてシグナル伝達のどの部分が影響を受けているのかを詳細に検討を行う。さらにKATPチャネルの立体構造をもとにPIP2結合がどのような影響をチャネルの開閉に作用しているのかを分子動力学計算を用いて検討し、実際の電気生理学的特性との比較を行う。
またこれらの知見をもとにマウスを用いた生体での変異型KATPチャネルの起こす病態（新生児糖尿病・DEND症候群）の検討を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
当初想定した実験では再現性を検証するため実験数を多く確保することを想定していた。しかし実験した結果、極めて高い再現性があり当初の予定より少ない実験数で再現性が確認できたため次年度使用額が発生した。
次年度においてはマウス生体の実験など実験数が想定より多くなる可能性もあることからそちらの実験に適切に使用していく予定である。
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Research Products
(11 results)
