2013 Fiscal Year Research-status Report
ｃＡＭＰによるインスリン分泌増強におけるグルタミン酸シグナルの役割の解明
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25461351
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
高橋 晴美 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 学術推進研究員 (50546489)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | インクレチン / cAMP / グルタミン酸 / インスリン分泌 |
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| Research Abstract |
インスリン分泌細胞株をインクレチンであるGLP-1などで刺激した後に細胞分画を行い、インスリン顆粒を含む画分を回収してグルタミン酸の含量を測定した。インスリン顆粒内のグルタミン酸含量はGLP-1刺激により増加した。また、プロテインキナーゼA(PKA)阻害剤の処置でGLP-1による顆粒内グルタミン酸含量の増加が抑制されたが、Epac選択的cAMPアナログの刺激ではグルタミン酸含量が増加しなかった。したがってグルタミン酸の顆粒内への取り込みはPKA依存的であることが示唆された。小胞型グルタミン酸トランスポーター(VGLUT)を介したグルタミン酸の顆粒への取り込みにはV-ATPaseの関与が報告されているため、グルタミン酸シグナルによるインスリン分泌増強におけるV-ATPaseの役割を検討した。siRNAによるV-ATPaseのDサブユニットの発現抑制によりGLP-1によるインスリン分泌の増強が顕著に抑制された。またV-ATPaseの阻害剤であるバフィロマイシンの処置により分泌増強が顕著に抑制されたが、細胞膜透過型のグルタミン酸アナログであるジメチルグルタミン酸(dm-Glu)による分泌増強は抑制されなかった。これらの結果からインスリン顆粒内へのグルタミン酸の取り込みにおけるV-ATPaseの関与が示唆された。 糖尿病モデルであるGoto-Kakizaki(GK)ラットおよび肥満モデルであるZucker fatty(ZF)ラットの膵島を用いてインスリン分泌を検討した。対照として用いた正常ラットおよびGKラットの膵島ではGLP-1およびdm-Gluによるインスリン分泌の増強が認められた。一方、ZFラットの膵島ではGLP-1によるインスリン分泌増強がほとんど認められず、dm-Gluによる分泌増強は認められたことから、ZFラット膵島におけるグルタミン酸シグナルの異常が示唆された。
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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
今年度の計画の4項目のうち、インスリン顆粒内へのグルタミン酸の取り込みのメカニズムの解明および2型糖尿病のモデル動物の膵島を用いたGLP-1またはcAMPによるインスリン分泌増強効果の検討の2項目についてはほぼ達成できたと考えられる。残り2項目のうち、細胞内のグルタミン酸濃度変化を感知するシステムの構築については、現在細胞分画により回収したインスリン顆粒画分のグルタミン酸含量を質量分析機を用いて測定する方法を検討中であり、本来の目的は達成できたと考えられる。また、インスリン顆粒内でグルタミン酸と相互作用する分子の同定については当初の研究計画とは異なる手法であるが、cAMP刺激によってインスリン顆粒上の分布に変化の見られる分子やPKAによりリン酸化を受けるタンパク質などを質量分析機を用いて同定を行う予定であり、ほぼ順調に進行していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度に引き続いてインスリン顆粒内でグルタミン酸と相互作用する分子の同定を進展させるとともに、当初の計画通り、cAMPによるグルタミン酸のインスリン顆粒への取り込み制御についてさらに詳しく解析する。研究に必要な実験材料や設備は既に備えており、遂行に問題はないと考えられる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当該年度の計画には分泌顆粒内のグルタミン酸量を感知するシステムの開発を含んでいたが、質量分析機でのグルタミン酸量の測定でほぼ代用できたため、分子生物学試薬および一般実験用試薬の使用が予定より少なかった。
次年度の計画とともにグルタミン酸と相互作用する分子の同定を引き続き行うために必要な分子生物学的試薬、一般実験用試薬、細胞培養用試薬等を購入する。
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[Journal Article] Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1 (RAC1) regulates glucose-stimulated insulin secretion via modulation of F-actin2013
Author(s)
Asahara S, Shibutani Y, Teruyama K, Inoue HY, Kawada Y, Etoh H, Matsuda T, Kimura-Koyanagi M, Hashimoto N, Sakahara M, Fujimoto W, Takahashi H, Ueda S, Hosooka T, Satoh T, Inoue H, Matsumoto M, Aiba A, Kasuga M, Kido Y
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Journal Title
Diabetologia
Volume: 56
Pages: 1088-1097
DOI
Peer Reviewed
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