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膵内分泌細胞における開口放出の制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 21590227
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生理学一般
研究機関東京大学

研究代表者

高橋 倫子  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), その他 (60332178)

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2009年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード生理学 / 糖尿病 / 細胞・組織
研究概要

生体の糖代謝に重要なホルモンにインスリンが挙げられる。インスリンの分泌にかかわる分子の機能や動態を明らかにするために、蛋白の蛍光標識と2光子励起画像法を応用して解析した。分泌細胞株であるINS-1に光活性型GFP(PA-GFP)標識SNAP25の遺伝子を導入し、細胞膜の一部で光活性化を行った結果、SNAP25の拡散が観察された。さらに拡散の様式には二種類有ることを見出した。本実験をより生理的な初代培養細胞で行うために、発現ウィルスベクターの作製に取り組み、成功した。また、SNAP25の拡散はSyntaxinの密度勾配に左右される可能性を考え、蛍光標識ベクターの作製を行った。さらにSyntaxinの拡散については光褪色後蛍光回復法を用いて検討した。
膵ベータ細胞にはインスリン顆粒の他、シナプス小胞様顆粒も存在する。SNAP25の分子内FRETプローブ(SLIM)を利用しても、シナプス小胞様顆粒の開口放出に伴うシグナルは現在まで検出できていない。以前行った解析によると、シナプス小胞様顆粒のケイジドカルシウム刺激による分泌は同期し、かつ、その数はインスリン顆粒よりも多いため(Hatakeyama H.et al.J Physiol. 582, 1087, 2007)、SNAP25以外のSNARE蛋白質が、膵β細胞のシナプス小胞様顆粒の膜融合を担っている可能性がある。SNAP25の類似体であるSNAP23は組織免疫染色により、膵ベータ細胞に発現していることが確認されており、本分子の関与が示唆される。そこで、SNAP23に二種類のGFP変異体蛍光分子を融合させたFRETプローブを構築した。INS-1細胞に導入し、分泌刺激に伴う変化を解析した。
また、SNAREの複合化に深くかかわるMunc18の変異体蛋白を膵島に過剰発現させ、分泌量の変化を2光子励起顕微鏡で定量化した。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] SNARE conformational changes that prepare vesicles for exocytosis.2010

    • 著者名/発表者名
      Noriko Takahashi
    • 雑誌名

      Cell Metabolism

      巻: 12 ページ: 19-29

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Class IA phosphatidylinositol 3-kinase in pancreatic B cells controls insulin secretion by multiple mechanisms.2010

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Kaneko
    • 雑誌名

      Cell Metabolism

      巻: 12 ページ: 619-632

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] インスリン分泌におけるSNARE複合化2010

    • 著者名/発表者名
      高橋倫子
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 61 ページ: 222-226

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] インスリン顆粒の開口分泌様式2010

    • 著者名/発表者名
      高橋倫子
    • 雑誌名

      実験医学特集・代謝糊の鍵を握る膵β細胞

      巻: 9 ページ: 1347-1351

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Exocytosis in islet beta-cells.2010

    • 著者名/発表者名
      Kasai H, Hatakeyama H., Ohno M, Takahashi N.
    • 雑誌名

      Advances in Experimental Medicine and Biology 654

      ページ: 303-336

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] 2光子励起画像法によるインスリン開口放出の解析2009

    • 著者名/発表者名
      高橋倫子、大野光代、河西春郎
    • 雑誌名

      Diabetes Journal 37

      ページ: 37-41

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] インスリン分泌を起こす蛋白の構造変化2011

    • 著者名/発表者名
      高橋倫子
    • 学会等名
      第14回鯨インスリン分泌研究会
    • 発表場所
      山の上ホテル(東京都千代田区)
    • 年月日
      2011-02-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Protein dynamics and conformational changes for insulin exocytosis2011

    • 著者名/発表者名
      Noriko Takahashi
    • 学会等名
      International Symposium "Computational Physiology of Cardiac Myocytes and Pancreatic β-cells ; Interaction between Energy Metabolism and Membrane Excitability"
    • 発表場所
      京都大学芝蘭会館(京都府京都市)
    • 年月日
      2011-01-30
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] SNARE conformational changes for exocytosis2010

    • 著者名/発表者名
      Noriko Takahashi
    • 学会等名
      Asia Islet Biology & Incretin Symposium
    • 発表場所
      ホテルグランヴィア(京都府京都市)
    • 年月日
      2010-07-31
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Protein conformational changes for insulin exocytosis.2009

    • 著者名/発表者名
      高橋倫子
    • 学会等名
      The 25th Kumamoto Medical Bioscience & Global COE Program Joint Symposium
    • 発表場所
      Kumamoto(熊本全日空ホテル)
    • 年月日
      2009-11-13
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Protein dynamics during insulin exocytosis analyzed with two-photon imaging.2009

    • 著者名/発表者名
      Noriko Takahahshi, Hiroyasu Hatakeyama, Mitsuyo Ohno, Haruo Kasai
    • 学会等名
      IUPS 2009(国際生理学会)
    • 発表場所
      Kyoto(Kyoto International Conference Center)
    • 年月日
      2009-07-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] インスリン分泌過程における膜融合関連蛋白質の構造変化2009

    • 著者名/発表者名
      高橋倫子、畠山裕康、大野光代、河西春郎
    • 学会等名
      第52回日本糖尿病学会
    • 発表場所
      大阪(大阪国際会議場)
    • 年月日
      2009-05-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] インスリン分泌過程における膜融合関連蛋白質の構造変化2009

    • 著者名/発表者名
      高橋倫子、大野光代、河西春郎
    • 学会等名
      第82回 日本内分泌学会
    • 発表場所
      群馬(群馬県民会館)
    • 年月日
      2009-04-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.bm2.m.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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