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2014 Fiscal Year Annual Research Report

スルホニル尿素によるEpac2A活性化の分子機構の解明

Research Project

Project/Area Number 24590320
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

柴崎 忠雄  神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (00323436)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywordsインスリン分泌 / 糖尿病 / スルホニル尿素薬 / cAMP / Epac2A / 膵β細胞
Outline of Annual Research Achievements

前年度までの研究からEpac2AはインクレチンとSU薬の相互作用によるインスリン分泌増強において重要な役割を果たすが、その作用はcAMPとSU薬によるEpac2Aの協調的な活性化によって担われることを見出した。本年度はcAMPやSU薬との結合に重要なcAMP結合ドメインAを標的とし、Epac2Aを活性化する化合物のスクリーニングを行った。このような候補としてSU薬およびcAMP様の構造を有する化合物が考えられる。そこで約700万個の市販化合物のデータベースを用いたin silicoスクリーニングを行い、Epac2Aに結合することが推測され、しかもSU薬やcAMPと同一の構造を有さない化合物が100個以上選別された。これらの化合物を用いて、高濃度グルコース存在下、MIN6細胞からのインスリン分泌を検討したところ、5つの化合物にインスリン分泌増強作用が認められた。化合物の分子構造に基づいた検討から分類された3種類のうち、分泌作用の大きい1種類を化合物Xとして、さらにその特性を調べた。化合物XはSU骨格を有していないが、構造が類似していた。化合物Xは10マイクロM以上でインスリン分泌増強作用を示し、またその効果はグルコース濃度依存性であった。マウス膵灌流実験から、化合物Xはグルコース応答性インスリン分泌の第1相を増強する傾向があった。これらの特性を有する化合物XがEpac2Aを活性化するかをMIN6細胞に発現させたEpac2AのFRETセンサーでモニターしたが、Epac2Aの構造変化、つまり活性化に関与する可能性は低いことが示された。またEpac2Aの下流シグナルであるRpa1の活性化も化合物Xではほとんど認められなかった。したがって化合物Xはグルコース応答性インスリン分泌の増強作用は有するがその標的がEpac2Aである可能性は低いと考えられる。今後、他の候補化合物でも同様な検討を加えることで、Epac2Aを標的とした化合物が同定され、インスリン分泌作用を有する新たな薬剤の開発につながることが期待される。

  • Research Products

    (13 results)

All 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Role of Epac2A/Rap1 Signaling in Interplay Between Incretin and Sulfonylurea in Insulin Secretion.2015

    • Author(s)
      Takahashi H, Shibasaki T, Park JH, Hidaka S, Takahashi T, Ono A, Song DK, Seino S.
    • Journal Title

      Diabetes

      Volume: 64 Pages: 1262-1272

    • DOI

      10.2337/db14-0576

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] インクレチンとスルホニル尿素薬の併用によるインスリン分泌増強におけるEpac2Aシグナルの役割2015

    • Author(s)
      柴崎忠雄、高橋晴美、清野 進
    • Journal Title

      最新医学 70巻増刊号 糖尿病と合併症(前篇)糖尿病

      Volume: 70 Pages: 473-497

  • [Journal Article] cAMPとスルホニル尿素薬の相互作用によるEpac2Aの活性化とそのインスリン分泌における役割2015

    • Author(s)
      高橋晴美、高橋利匡、柴崎忠雄、清野 進
    • Journal Title

      Annual Review糖尿病・代謝・内分泌2015

      Volume: 1 Pages: 5-11

  • [Journal Article] Glutamate acts as a key signal linking glucose metabolism to incretin/cAMP action to amplify insulin secretion.2014

    • Author(s)
      Gheni G, Ogura M, Iwasaki M, Yokoi N, Minami K, Nakayama Y, Harada K, Hastoy B, Wu X, Takahashi H, Kimura K, Matsubara T, Hoshikawa R, Hatano N, Sugawara K, Shibasaki T, Inagaki N, Bamba T, Mizoguchi A, Fukusaki E, Rorsman P, Seino S.
    • Journal Title

      Cell Rep

      Volume: 9 Pages: 661-673

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2014.09.030.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Cooperation between cAMP signalling and sulfonylurea in insulin secretion.2014

    • Author(s)
      Shibasaki T, Takahashi T, Takahashi H, Seino S.
    • Journal Title

      Diabetes Obes Metab.

      Volume: Suppl 1 Pages: 118-125

    • DOI

      10.1111/dom.12343.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Interplay between incretin and sulfonylurea through Epac2A/Rap1 signaling in insulin secretion.2014

    • Author(s)
      Takahashi H, Shibasaki T, Park J-H, Hidaka S, Takahashi T, Ono A, Song D-K, Seino S
    • Organizer
      10th International Diabetes Federation Western Pacific Region Congress 2014 & 6th Scientific Meeting of the Asian Association for the Study of Diabetes
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Year and Date
      2014-11-21 – 2014-11-24
  • [Presentation] インスリン分泌増強効果を有する新規低分子化合物の同定とその特性解析2014

    • Author(s)
      下野琴絵、菅原健二、柴崎忠雄、清野進
    • Organizer
      第87回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-10-17
  • [Presentation] 膵β細胞の3次元培養によるインクレチン/cAMP反応性の誘導2014

    • Author(s)
      柴崎忠雄、グプルジャンゲニ、マヒラアシム、岩崎真宏、星川律子、横井伯英、南幸太郎、清野進
    • Organizer
      第87回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-10-16
    • Invited
  • [Presentation] インスリン分泌増強効果を有する新規低分子化合物の同定とその特性解析2014

    • Author(s)
      下野琴絵、菅原健二、柴崎忠雄、清野進
    • Organizer
      第57回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2014-05-24
  • [Presentation] 膵β細胞におけるグルタミン酸動態の代謝フラックス解析2014

    • Author(s)
      吾甫尓江艾尼、横井伯英、星川律子、山口拓郎、岩崎真宏、小倉雅仁、南幸太郎、柴崎忠雄、清野進
    • Organizer
      第57回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2014-05-24
  • [Presentation] スルホニル尿素(SU)薬とcAMPの協調作用によるEpac2A活性化2014

    • Author(s)
      柴崎忠雄、高橋利匡、高橋晴美、菅原健二、清野進
    • Organizer
      第57回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2014-05-23
  • [Presentation] インクレチンとスルホニル尿素薬の併用によるインスリン分泌増強におけるEpac2A/Rap1シグナルの役割2014

    • Author(s)
      高橋晴美、柴崎忠雄、高橋利匡、日高志保美、小野愛夏、清野進
    • Organizer
      第57回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2014-05-23
  • [Presentation] DPP-4阻害薬とSU薬の併用効果と重症低血糖:SU薬の種類による層別解析2014

    • Author(s)
      岡村香織、矢部大介、久保田章、黒瀬 健、高橋晴美、高橋利匡、柴崎忠雄、清野進、清野裕
    • Organizer
      第57回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2014-05-23

URL: 

Published: 2016-06-01  

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