新たな生理活性ホルモンとしてのプロインスリンC-ペプチド

• Project/Area Number: 01J10942
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Basic veterinary science/Basic zootechnical science
• Research Institution: Kyoto University (2003); Hokkaido University (2001-2002)
• Principal Investigator: 北村 剛規 京都大学, 医学研究科, 助手
• Project Period (FY): 2001 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2003: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2001: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: C-ペプチド / 血管内皮細胞 / MAPキナーゼ / CREB / eNOS / MAPKAP-K2

Research Abstract

C-ペプチドは、インスリン依存性糖尿病において末梢血流を増大させ糖尿病に伴う種々の病態を改善する可能性が示されているが、その作用機構は分かっていない。
申請者は生理的血中濃度(0.1〜1nM)のC-ペプチドがLEII血管内皮細胞株においてMAPキナーゼファミリーのERKとp38MAPKを活性化することを見いだした。MAPキナーゼは様々な転写因子を活性化して遺伝子発現の調節に関わることが知られているので、ERKおよびp38MAPK経路の共通の標的転写因子であるCREB/ATFの活性化について調べたところ、C-ペプチドがCREB/ATF1を活性化すること、これらの転写因子の活性化にはERKは関与せずp38MAPKの経路が関与することが明らかとなった。これらの結果はラットより分離培養した肺微小血管内皮細胞(RLMEC)においても再現され、微小血管内皮細胞ではC-ペプチドがp38MAPK〜CREB/ATF1経路を介して何らかの遺伝子発現を制御していると考えられた。一方、ラットより分離した大動脈血管内皮細胞(RAEC)ではp38MAPKとCREB/ATF1の活性化は認められなかったが、C-ペプチドによるERK経路の活性化を介してeNOS遺伝子の発現が促進し、それに伴い血管保護・血管弛緩作用をもつNO産生が増大することが明らかとなった。
以上のように、C-ペプチドは大動脈および微小血管の内皮細胞に作用し、前者においてはERKの活性化によりeNOS遺伝子の発現を増加させ、後者においてはERKに加えp38MAPKを介して転写因子CREB/ATF1を活性化させることが明らかとなった。即ち、C-ペプチドはMAPキナーゼのシグナル経路を活性化して遺伝子発現を誘導する機能調節ペプチドであることが示された。この様な血管内皮細胞に対するC-ペプチドの作用がインスリン依存性糖尿病で認められているC-ペプチドの血流促進効果に関与しているものと考えられる。

Research Products

• [Publications] Takanori KITAMURA: "Proinsulin C-peptide rapidly stimulates mitogen-activated protein kinases in Swiss 3T3 fibroblasts : requirement of protein kinase C, phosphoinositide 3-kinase and pertussis toxin-sensitive G-protein"Biochemical Journal. 355. 123-129 (2001)
• [Publications] Takanori KITAMURA: "Proinsulin C-peptide activates cAMP response element-binding proteins through the p38 mitogen-activated protein kinase pathway in mouse lung capillary endothelial cells"Biochemical Journal. 366. 737-744 (2002)
• [Publications] Takanori KITAMURA: "Proinsulin C-peptide increases nitric oxide production by enhancing mitogen-activated protein-kinase-dependent transcription of endothelial nitric oxide synthase in aortic endothelial cells of Wistar rats"Diabetologia. 46. 1698-1705 (2003)
• [Publications] Takanori KITAMURA: "Proinsulin C-peptide activates cAMP response element-binding proteins through the p38 mitogen-activated protein kinase pathway in mouse lung capillary endothelial cells"Biochemical Journal. 366. 737-744 (2002)