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蛍光標識グルコースを用いた単一細胞のグルコース取り込み・機能連関の解析

研究課題

研究課題/領域番号 11877005
研究種目

萌芽的研究

配分区分補助金
研究分野 生理学一般
研究機関秋田大学

研究代表者

稲垣 暢也  秋田大学, 医学部, 教授 (30241954)

研究分担者 堀本 直幹  九州大学, 大学院・医学研究科, 助手 (40243927)
山田 勝也  秋田大学, 医学部, 助手 (40241666)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
500千円 (直接経費: 500千円)
2000年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
キーワードグルコース取り込み / グルコーストランスポーター / 単一細胞 / 膵β細胞 / インスリン分泌 / 細胞内Ca^<2+>濃度 / グルコースセンサー / fura-2 / 細胞内Ca^<2+>
研究概要

従来、細胞膜を介したグルコース輸送ならびに組織のグルコース利用に関する研究は、主に放射性標識したグルコース誘導体を用いて行われてきた。これらの方法は優れた定量性をつが、単一細胞レベルでの分析が困難であった。申請者らは単一細胞におけるグルコース取り込みのリアルタイム計測を行う目的で、2-デオキシグルコースに蛍光標識した2-(N-(nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl)amino)-2-deoxyglucose(2-NBDG)を用いた。その結果、まず哺乳動物細胞のグルコーストランスポーター(GLUT)を介して、グルコースと類似したキネティクスをもって細胞内に取り込まれること初めて明らかにした。次に2-NBDGとCa^<2+>指示薬であるfura-2を用いることにより、ラット単一膵島細胞におけるグルコースの取り込みおよび細胞内Ca^<2+>濃度の変動のリアルタイム計測を試みた。その結果、高グルコース刺激によりインスリン分泌を示すようなグルコースセンサー機能を有するGLUT2発現膵β細胞は、グルコース刺激に対して細胞内カルシウム濃度上昇を示すと同時に、α細胞に比べてはるかに多くの2-NBDGを取り込むことが明らかになった。これらの結果は、単一細胞レベルでグルコース取り込みと細胞機能の同時評価を行った国内外で初めての試みであり、J.Biol.Chem(275:22278,2000)に掲載された。本研究ではさらに、代謝阻害剤を用いて、グルコース刺激によるインスリン分泌にはグルコースの取り込みとそれに続く代謝が重要であるというグルコース代謝説を直接支持する結果も得た。現在、2-NBDGを用いて、現在未だに十分に解明されていない神経活動とグルコースの取り込みとの相関を、単一細胞レベルあるいはスライスで観察を試みている。

報告書

(2件)
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (16件)

  • [文献書誌] Yamada,K.,Nakata,M.,Hoirimoto,N.,Saito M,Matsuoka H,and Inagaki,N.: "Measurement of glucose uptake and intracellular calcium concentration in single, living pancreatic β-cells."J.Biol.Chem.. 275. 22278-22283 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Zhao,L.-X.,Zhou,C.-J.,Tanaka,A,Nakata,M.,Hirabayashi,T. et.al.: "Cloning, characterization and tissue distribution of the rat ATP-binding cassette (ABC) transporter ABC2/ABCA2."Biochem.J.. 350. 865-872 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Zhou,C.-J.,Zhao,L.-X.,Inagaki,N.Guan,J.-L.,Hirabayashi,T. et.al.: "ATP-binding cassette transporter ABC2/ABCA2 in the rat brain : a novel mammalian lysosome-associated membrane protein and a specific marker....."J.Neurosci.. 21. 849-857 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Fujita, H., Matsuura, T., Yamada, K., Inagaki, N., and Kanno, I.: "A sealed cranial window system for simultaneous recording of electrical, blood flow, and optical signals in rat barrel cortex."J.Neurosci.Meth.. (in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 稲垣暢也: "膵β細胞イオンチャネルの分子生物学."Diabetes Frontier. 11. 105-111 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 稲垣暢也: "ABCトランスポーターと糖代謝."バイオサイエンスとインダストリー. 58. 248-251 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 稲垣暢也: "スルホニル尿素作用の分子機構."内分泌・糖尿病科. 11. 508-515 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 稲垣暢也: "インスリン分泌不全の分子機構."糖尿病. (印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 山田勝也,中田正範,稲恒暢也: "単一膵島細胞細胞におけるグルコース取り込みと細胞内カルシウムの観察."金原出版、東京(印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Suzuki, M., Fujikura, K., Kotake, K, Inagaki, N., et al.: "Immuno-localization of sulfonylurea receptor 1 in rat pancreas"Diabetologia. 42. 1204-1211 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Sunaga, Y., Inagaki, N., et al.: "Troglitazone but not pioglitazone affects ATP-sensitive K^+ channel activity"Eur. J. Pharmacol.. 381. 71-76 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Yamada, K., Nakata, M., Horimoto, N., Saito, M., Matuoka, H. and Inagaki, N.: "Measurement of glucose uptake and intracellular calcium concentration in single, living pancreatic β-cells"J. Biol. Chem.. in press. (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 稲垣暢也: "ATP感受性K^+チャネル"医学のあゆみ. 188. 309-313 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 稲垣暢也: "受容体型ABCタンパク質SUR"最新医学. 54. 30-37 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 稲垣暢也: "膵β細胞イオンチャネルの分子生物学"Diabetes Frontier. 11. 105-111 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Miki, T., Inagaki, N., et al.: "Potassium ion channels. Structure and function of ATP-sensitive potassium channels"Academic Press. 492 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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