神経刺激による膵島細胞のシグナル伝播とホルモン分泌連鎖のダイナミクス解析

• 研究課題/領域番号: 26440083
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 愛知学院大学
• 研究代表者: 古野 忠秀 愛知学院大学, 薬学部, 教授 (80254308)
• 研究分担者: 鈴木 崇弘 愛知学院大学, 歯学部, 准教授 (70298545)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014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: 細胞接着 / 膵島細胞 / グルカゴン / 分泌顆粒 / 開口放出 / イメージング / 膵島α細胞

研究成果の概要

我々は、神経と膵島α細胞の接着には接着分子の一つであるCADM1が集積し、神経からの情報の効率的な受容に関わっていることを明らかにしていることから、CADM1がα細胞の分泌顆粒動態に及ぼす影響を調べた。その結果、CADM1の発現抑制細胞では、細胞内の分泌顆粒の移動速度が減少することが分かった。次に、ルシフェラーゼとプログルカゴンの融合タンパク質をα細胞に発現させ、活性化に伴うグルカゴンの開口放出を発光イメージングによってビデオレートでリアルタイムに検出することに成功した。グルカゴンの開口放出は、細胞が密集している部位で活発に起こっていた。また、同じ場所で繰り返し起こっている様子も観察された。

研究成果

• [雑誌論文] Visualization of glucagon secretion from pancreatic α cells by bioluminescence video microscopy: identification of secretion sites in the intercellular contact regions (2017)
  • 著者名/発表者名: Yokawa, S., Suzuki, T., Inouye, S., Inoh, Y., Suzuki, R., Kanamori, T., Furuno, T., Hirashima, N.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 485 号: 4 ページ: 725-730
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.02.114
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of Cell Adhesion Molecule 1 Expression on Intracellular Granule Movement in Pancreatic α Cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yokawa S., Furuno T., Suzuki T., Inoh Y., Suzuki R., Hirashima N.
  • 雑誌名: Cell Biochem. Biophys. 巻: 74 号: 3 ページ: 391-398
  • DOI: 10.1007/s12013-016-0737-6
  • 査読あり
• [学会発表] Effect of cell adhesion molecule 1 expression on intracellular granule movement in pancreatic α cells (2016)
  • 著者名/発表者名: 古野忠秀
  • 学会等名: 日本生物物理学会第54回年会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2016-11-25
• [学会発表] 細胞接着を介した膵島α細胞のグルカゴン分泌調節機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横川 慧
  • 学会等名: 第38回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋市立大学（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2016-11-17
• [学会発表] 生物発光イメージング法を用いた膵島α細胞からのグルカゴン分泌の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横川 慧
  • 学会等名: 第25回日本バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 名古屋市立大学（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2016-09-05
• [学会発表] Cell adhesion molecule 1 (CADM1) influences granule movement and glucagon secretion in pancreatic α cells (2015)
  • 著者名/発表者名: 横川 慧
  • 学会等名: 2015 American Society for Cell Biology Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] 接着分子CADM1を介した細胞間接着による膵島α細胞の分泌顆粒動態の制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小栗良介
  • 学会等名: 第24回日本バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 東京理科大学葛飾キャンパス（東京）
  • 年月日: 2015-09-27
• [学会発表] 細胞間接着を介した神経による膵島α細胞の機能調節機構の研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 古野忠秀
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] アルギニン刺激に伴う膵島α細胞内顆粒動態の追究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横川 慧
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] Analysis of granule movement in pancreatic islet α cells attached with neurites (2014)
  • 著者名/発表者名: Tadahide Furuno
  • 学会等名: 日本生物物理学会第52回年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] 膵島α細胞の細胞内顆粒動態の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 篠原惇宏
  • 学会等名: 第23回日本バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-09-05 – 2014-09-06