皮質アクチン網と細胞膜間で働く分泌顆粒開口放出の分子機構

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K15742
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 王 昊 群馬大学, 生体調節研究所, 助教 (70775874)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: インスリン / Rab27 / ミオシン / 細胞膜

Outline of Annual Research Achievements

申請者らは、調節性分泌経路で働く単量体GTPase Rab27のエフェクターmelanophilinが、膵β細胞周辺部のインスリン顆粒膜に局在し、malanophilin遺伝子機能欠失変異を有するleadenマウスが、インスリン分泌低下による耐糖能異常を示すことを見出した。単離した膵β細胞にEGFPで蛍光標識したインスリンを発現させ、細胞膜直下の顆粒動態を全反射顕微鏡で観測したところ、leadenマウス細胞においては、あらかじめ細胞膜にドッキングしていた顆粒からの開口放出数は野生型細胞と変わらなかったが、細胞内部から細胞膜直下に現れ、細胞膜への安定的ドッキングを介さずにそのまま膜融合するタイプの開口委放出数が特異的に減少していた。この所見は、melanophilinをノックダウンしたヒト膵β細胞においても認められた。次に申請者は、melanophilinが、これまで知られているRab27a, myosin-Vaのほかに、細胞膜上の膜融合装置syntaxin-4に結合することを見出した。これら分子と結合できない変異型は、野生型melanophilinと異なり、leadenβ細胞におけるインスリン分泌障害を回復させることができなかった。Melanophilinは、他のSNARE蛋白質と結合し、膜融合を引き起こすことができる、開放構造をとるsyntaxin-4とCa2+依存性に結合し、このことが安定的な細胞膜ドッキングを介さずに迅速な開口放出を引き起こす分子機序であることが示唆された。以上は、本年度、米国糖尿病学会が発行するDiabetes誌に掲載された。

Remarks

サイト内「研究成果　インスリンの新たな分泌様式の機序解明」

Research Products

• [Journal Article] Melanophilin accelerates granule fusion without predocking to the plasma membrane (2020)
  • Author(s): Wang H, Mizuno K, Takahashi N, Kobayashi E, Kasai H, Shirakawa J, Terauchi Y, Okunishi K, and Izumi T
  • Journal Title: Diabetes Volume: 69 Pages: 2655-2666
  • DOI: 10.2337/db20-0069
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Exophilin-5 regulates allergic airway inflammation by controlling IL-33-mediated Th2 responses (2020)
  • Author(s): Okunishi K, Wang H, Suzukawa M, Ishizaki R, Kobayashi E, Kihara M, Abe T, Miyazaki J, Horie M, Saito A, Saito H, Nakae S, and Izumi T
  • Journal Title: Journal of Clinical Investigation Volume: 130 Pages: 3919-3935
  • DOI: 10.1172/JCI127839
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Rab27エフェクター蛋白質メラノフィリンは、細胞膜にドッキングしていないインスリン顆粒からの開口放出を促進させる (2020)
  • Author(s): 王 昊、水野 広一、奥西 勝秀、泉 哲郎
  • Organizer: 第63回日本糖尿病学会年次学術集会
• [Presentation] Exophilin-5 regulates IL-33-mediated Th2 responses (2020)
  • Author(s): Katsuhide Okunishi, Hao Wang, Maho Suzukawa, Ray Ishizaki, Susumu Nakae, and Tetsuro Izumi
  • Organizer: The 15th International Symposium of the Institute Network for Biomedical Science
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ALK-7: a validated target for the treatment of obesity (2020)
  • Author(s): Yun Bu, Min Zhao, Maureen Fredericks, Marishka Cannell, Yossi Dagon, Connor Emdin, Katsuhide Okunishi, Hao Wang, Dianne Sako, Roselyne Castonguay, Rajasekhar N.V.S. Suragani, Sekar Kathiresan, Asya Grinberg, John Knopf, R. Scott Pearsall, Ravindra Kumar, and Tetsuro Izumi
  • Organizer: ADA’s 80th Scientific Sessions
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 糖尿病・肥満症の基礎医学研究 群馬大学生体調節研究所 遺伝生化学分野 泉研究室
  • URL: http://molend.showa.gunma-u.ac.jp/
• [Remarks] 群馬大学生体調節研究所
  • URL: https://www.imcr.gunma-u.ac.jp/