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2014 Fiscal Year Research-status Report

骨格筋における刺激応答性糖取り込み誘導の新規メカニズムの解明とその応用

Research Project

Project/Area Number 26440103
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

佐藤 孝哉  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20251655)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 竹中 延之  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20610504)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsインスリン / 骨格筋 / 糖尿病 / 糖取り込み / 細胞内シグナル伝達 / 低分子量GTPアーゼ / グアニンヌクレオチド交換因子 / Rac1
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、インスリンがRac1を活性化するメカニズムの詳細について、L6筋芽培養細胞株およびマウス骨格筋を用いて解析を進めた。とくに、蛋白質キナーゼAkt2とグアニンヌクレオチド交換因子FLJ00068の関与について詳細な検討を行った。L6細胞株において、恒常的活性型Akt2あるいは恒常的活性型FLJ00068が誘導する糖輸送担体GLUT4の細胞膜移行は、Rac1のノックダウンにより抑制された。また、恒常的活性型Akt2あるいはホスホイノシチドキナーゼ(PI3K)の恒常的活性型が誘導するGLUT4の細胞膜移行は、FLJ00068のノックダウンにより抑制された。さらに、恒常的活性型PI3Kが誘導するRac1の活性化は、Akt2のノックダウンにより抑制され、恒常的活性型PI3Kあるいは恒常的活性型Akt2が誘導するRac1の活性化は、FLJ00068のノックダウンにより抑制された。以上の結果より、PI3KとAkt2の下流でFLJ00068がRac1を制御している可能性が示唆された。一方、骨格筋特異的rac1ノックアウトマウスを用いて、この可能性を検討した。その結果、PI3K、Akt2、FLJ00068それぞれの恒常的活性型が誘導するGLUT4の細胞膜移行は、骨格筋特異的rac1ノックアウトマウス骨格筋では抑制されていた。さらに、マウス骨格筋においてRac1の活性化を可視化する新規のアッセイ系を確立し、PI3K、Akt2、FLJ00068それぞれの恒常的活性型は、Rac1の活性化を誘導できることを明らかにした。以上の結果より、Rac1は、Akt2の下流において機能していることが強く支持された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

マウス骨格筋においてRac1の活性化を蛍光抗体法を応用して可視化する新規アッセイ系の確立に、当初予想していたより時間を要さなかったことが主要な理由である。

Strategy for Future Research Activity

マウス骨格筋における新規ノックダウン法をできるだけ早く確立し、仮説を支持するデータを揃えていきたい。

  • Research Products

    (9 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Immunofluorescent detection of the activation of the small GTPase Rac1 in mouse skeletal muscle fibers.2015

    • Author(s)
      Nobuyuki Takenaka, Yuma Nihata, and Takaya Satoh
    • Journal Title

      Anal. Biochem.

      Volume: 476 Pages: 5-7

    • DOI

      10.1016/j.ab.2014.09.013

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Role of the guanine nucleotide exchange factor in Akt2-mediated plasma membrane translocation of GLUT4 in insulin-stimulated skeletal muscle.2014

    • Author(s)
      Nobuyuki Takenaka, Naoto Yasuda, Yuma Nihata, Tetsuya Hosooka, Tetsuya Noguchi, Atsu Aiba, and Takaya Satoh
    • Journal Title

      Cell. Signal.

      Volume: 26 Pages: 2460-2469

    • DOI

      10.1016/j.cellsig.2014.07.002

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Rho GTPases in insulin-stimulated glucose uptake.2014

    • Author(s)
      Takaya Satoh
    • Journal Title

      Small GTPases

      Volume: 5 Pages: e28102

    • DOI

      10.4161/sgtp.28102

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Molecular mechanisms for the regulation of insulin-stimulated glucose uptake by small guanosine triphosphatases in skeletal muscle and adipocytes.2014

    • Author(s)
      Takaya Satoh
    • Journal Title

      Int. J. Mol. Sci.

      Volume: 15 Pages: 18677-18692

    • DOI

      10.3390/ijms151018677

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] A role of RhoA activation in IGF-I-induced muscular hypertrophy model.2014

    • Author(s)
      Shuji Ueda, Soichiro Yamada, Yusuke Kirimura, Akiho Kushiya, Minoru Yamanoue, Takaya Satoh, Yasuhito Sirai
    • Organizer
      The 2014 ASCB/IFCB Meeting
    • Place of Presentation
      Philadelphia, USA
    • Year and Date
      2014-12-07 – 2014-12-07
  • [Presentation] 骨格筋でのインスリン依存性糖取り込みにおけるRac1の活性制御.2014

    • Author(s)
      竹中延之,新畑有麻,北川花穂,佐藤孝哉
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-25
  • [Presentation] 骨格筋のインスリンシグナル伝達系でRac1調節因子として機能するグアニンヌクレオチド交換因子の解析.2014

    • Author(s)
      新畑有麻,竹中延之,佐藤孝哉
    • Organizer
      第87回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      公益財団法人国立京都国際会館(京都市)
    • Year and Date
      2014-10-17 – 2014-10-17
  • [Presentation] 骨格筋のインスリン応答性糖取り込みシグナル伝達系においてRac1の下流で機能するRalAの役割.2014

    • Author(s)
      松田佳子,スミ有希雄,竹中延之,佐藤孝哉
    • Organizer
      第87回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      公益財団法人国立京都国際会館(京都市)
    • Year and Date
      2014-10-17 – 2014-10-17
  • [Remarks] 大阪府立大学 大学院理学系研究科 生物科学専攻 分子細胞生物学領域 細胞生物学分野

    • URL

      http://www.b.s.osakafu-u.ac.jp/~tsato/index.html

URL: 

Published: 2016-05-27  

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