ガウシアルシフェラーゼを用いたインスリン分泌解析の新展開

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K09886
• Research Institution: Aichi Gakuin University
• Principal Investigator: 鈴木 崇弘 愛知学院大学, 歯学部, 教授 (70298545)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横川 慧 愛知学院大学, 薬学部, 助教 (40804406) ; 古野 忠秀 愛知学院大学, 薬学部, 教授 (80254308)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 生物発光イメージング / インスリン分泌 / ガウシアルシフェラーゼ / 開口分泌 / エキソサイトーシス

Outline of Annual Research Achievements

我々はこれまでに、インスリンとガウシアルシフェラーゼ（Gaussia Luciferase, GLase）の融合タンパク質（Insulin-GLase）を発光プローブとして利用し、独自開発の「分泌タンパク質の生物発光イメージング法」により、生細胞からの周期性インスリン分泌動態を可視化することに成功している。本手法を基盤として、膵島と同様に、細胞塊（スフェロイド）で周期性インスリン分泌を示すInsulin-GLase定常発現ラット膵β細胞株であるiGL細胞を樹立している。
iGL細胞を用いて、薬物スクリーニング解析に有用なマイクロプレートを用いた多検体解析に適した細胞培養条件と発光定量条件の検討を進めた。8倍希釈したマトリゲルでコーティングしたプレートを用いることで、細胞の洗浄回数を極力削減しながらで実験操作を簡素化した上で、高い誘導率でグルコース応答性インスリン分泌を定量解析できる実験条件を確立し、論文発表の準備を進めている。また前年度、GLase cDNAについては、ヒトで高頻度に利用されるコドンのみを使用した最適化遺伝子（pGLuc）を用いることで効率の良いInsulin-GLaseの発現が認められたことから、pGLuc遺伝子を利用して周期性インスリン分泌を可視化できるInsulin-GLase定常発現膵β細胞の作出に取り組んだ。また、Insulin-GLaseをプローブとした生物発光イメージングにより、単離膵島で周期性インスリン分泌を安定的に観察できる実験系の検討を進めた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

pGLucを利用して、周期性インスリン分泌を可視化するための、新たなインスリン分泌解析系の作出が順調に進んだ。

Strategy for Future Research Activity

pGLucを利用した新たなInsulin-GLase融合タンパク質発現系において、周期性インスリン分泌の可視化解析および定量解析の実験を進める。特に、膵島レベルでのインスリン分泌動態の可視化解析に注力する。

Causes of Carryover

順調に研究を進めることができたことから、研究費を残す形となった。膵島レベルでの実験を進めるための動物購入および飼育、発光イメージング解析実験、ルミノメーター解析実験を充実させることで、研究を推進する。