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糖尿病発症に関与する膵β細胞のグルコース代謝シグナル伝達とその応答障害の解析

研究課題

研究課題/領域番号 09470219
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 内分泌・代謝学
研究機関京都大学

研究代表者

清野 裕  京都大学, 医学研究科, 教授 (40030986)

研究分担者 山田 祐一郎 (山田 裕一郎)  京都大学, 医学研究科, 助教授 (60283610)
久保田 章  京都大学, 医学研究科, 医員
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
13,200千円 (直接経費: 13,200千円)
1999年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1998年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
1997年度: 7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
キーワードCREM / cAMP / PKA / GIP / インスリン遺伝子 / グルコース応答性 / CaMKIV / ATF2 / CRE / CRE-BP1 / CBP / p300 / TBP / カルシウムチャネル / calmodulin-dependent protein kinase IV / PCR-SSCP / CRE-BPl
研究概要

膵β細胞では、グルコース濃度の上昇に伴ってインスリン分泌のみならず、インスリンの生合成も亢進する。これは、膵β細胞内で、グルコース刺激に伴い細胞内cAMP濃度やカルシウム濃度などが上昇し、これらの細胞内シグナルがprotein kinase A(PKA)やcalmodulin kinase IV(CaMKIV)の活性化を介し、インスリン遺伝子などに存在するcAMP responsive element(CRE)に作用することが重要であると考えられた。そこで、膵β細胞に発現する転写因子ATF2(CRE-BP1)とCREMに着目して、検討を進めた。ATF2をラット初代培養ラ氏島に遺伝子導入すると、グルコース応答性は増強した。同じファミリーに属する転写因子CREBの導入では、グルコース応答性がほぼ消失したこととは全く異なる結果であった。ATF2の転写活性化領域は、CaMKIVによって活性化されたが、PKAでは活性化されなかった。この活性化には、3ヵ所のスレオニン残基が重要であった。一方、CREMはalternative splicingによって作用の異なるisoformが産生されるが、膵ラ氏島で発現する新たなisoform、CREMΔQ1、CREMΔQ2、CREM-17、CREM-17Xを見出した。また、CREMのP領域(特にPKAによってリン酸化される117番目のセリン残基)、Q領域が、グルコース応答性に活性化され、基本転写因子TBPやTAF130と結合して転写を調整することを見出した。以上の結果より、CREを介する転写調節は、グルコース応答性に非常に重要な作用を有することが明らかとなった。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] Ban,N. et al.: "ATF-2 is a positive regulator in CaM kinase IV-induced human insulin gene expression"Diabetes. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyawaki,K. et al.: "Glucose intolerance caused by a defect in the entero-insular axis : A study in gastric inhibitory polypeptide receptor knockout mice"Proc Natl Acad Sci USA. 96. 14843-14847 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Inada,A. et al.: "The cyclic AMP response element modulator family regulates the insulin gene transcription by interacting with transcription factor IID"J Biol Chem. 274. 21095-21103 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Watanabe,R. et al.: "The MH1 domains of smad2 and smad3 are involved in the regulation of the ALK7 signals"Biochem Biophys Res Commun. 254. 707-712 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ihara,Y. et al.: "Hyperglycemia causes oxidative stress in pancreatic β-cells of GK rats, a model of type 2 diabetes"Diabetes. 48. 927-932 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Inada,A. et al.: "Transcriptional repressors are increased in pancreatic islets of type 2 diabetic rats"Biochem Biophys Res Commun. 253. 712-718 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Ban et al.: "ATF-2 is a positive regulator in CaM kinase IV-induced human insulin gene expression."Diabetes. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Miyawaki et al.: "Glucose intolerance caused by a defect in the entero-insular axis : A study in gastric inhibitory polypeptide receptor knockout mice."Proc Natl Acad Sci USA. 96 (26). 14843-14847 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Inada et al.: "The cyclic AMP response element modulator family regulates the insulin gene transcription by interacting with transcription factor IID."J Biol Chem. 274 (30). 21095-21103 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. Watanabe et al.: "The MH1 domains of smad2 and smad3 are involved in the regulation of the ALK7 signals."Biochem Biophys Res Commun. 254 (3). 707-712 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ihara et al.: "Hyperglycemia causes oxidative stress in pancreatic β-cells of GK rats, a model of type 2 diabetes."Diabetes. 48 (4). 927-932 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Inada et al.: "Transcriptional repressors are increased in pancreatic islets of type 2 diabetic rats."Biochem Biophys Res Commun. 253 (3). 712-718 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Mukai et al.: "The insulimotorpic mechanism of the nobel hypoglycemic agent JTT-608: direct enhancement of Ca2+ efficacy and increase of Ca2+ influx by phosphodiesterase inhibition"Br J Pharmacol. (In press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Miyawaki et al.: "Glucose intolerance caused by a defect in the entero-insular axis: A study in gastric inhibitory polypeptide receptor knockout mice"Proc Natl Acad Sci USA. 96(26). 14843-14847 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kajikawa et al.: "An insulinotropic eggect of vitamin D analog with increasing intracellular Ca2+ concentration in pancreatic β cells through non-genomic signal transduction"Endocrinology. 140(10). 4706-4712 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Sunaga et al.: "Troglitazone but not pioglitazone affects ATP-sensitive K+ chennel activity"Eur J Pharmacol. 38(1). 71-76 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tsuura et al.: "Regulation of intracellular ATP concentration under condition of reduced ATP consumption in pancreat"Biochem Biophys Res Commun. 261(2). 439-444 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] A.Inada et al.: "The cyclic AMP response element modulator family regulates the insulin gene transcription by interacting with transcription factor IID"J Bio Chem. 274(30). 21095-21103 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ihara et al.: "Hyperglycemia causes oxidative stress in pancreatic β-cells of GK rats,a model of non-insulin-dependent diabetes mellitus." Diabetes. (in press)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tsuura et al.: "Endogenous nitiric oxide inhibits glucose-induced insulin secretion by suppression of phosphofructokinase activity in pnacreatic islets." Biochem Biophys Res Commun. 252(1). 34-38 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] R.Watanabe et al.: "The MH1 domains of smad2 and smad3 are involved in the regulation of the ALK7 signals." Biochem Biophys Res Commun. 254(3). 707-712 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] A.Inada et al.: "Transcriptional repressors are increased in pancreatic islets of type 2 diabetic rats." Biochem Biophys Res Commun. 253(3). 712-718 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Mizuno et al.: "Altered bc1-2 and bax expression and intracellular Ca^<2+> signaling in apoptosis of pancreatic cells and the impairment of glucose-induced insulin secretion." Endocrinology. 139(3). 1429-1439 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] E.Mukai et al.: "Metabolic inhibition impaires ATP-sensitive K^+ channel block by sulfonylurea in pancreatic β cells." Am J Physiol. 274(1). E38-E44 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] E.Mukai et al.: "Metabolic inhibition impaires ATP-sensitive K^+ channel block by sulfonylurea in pancreatic β cells." Am J Physiol. (in press).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Fujimoto et al.: "The novel insulinotropic mechanism of pimobendan : direct enhancement of the exocytotic process of insulin secretory granules by increased Ca2+sensitivity in βcells." Endocrinology. (in press).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] N.Mizuno et al.: "Altered Bcl-2 and Bax expression and intracellular Ca^<2+> signaling in apoptosis of pancreatic β-cells and the impairment of glucose-inducedinsulin secretion." Endocrinology. (in press).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Horie et al.: "Insulin secretion and its modulation by antiarrhythmic and sulfonylurea drugs." Cardiovascular Research. 34. 69-72 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Miura et al.: "A comparative study of high-fat diet containing fish oil or lard on blood glucose in genetically diabetic (db/db) mice." J Nurt Sci Vitaminol. 43. 225-231 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Kubota et al.: "Identification of two missense mutations in the GIP receptor gene,a functional study and association analysis with NIDDM ; no evidence of association with Japanese NIDDM subjects." Diabetes. 45(12). 1701-1705 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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