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グルコースとホルモン情報を統合する膵β細胞Kv・TRPチャネルのセンサー機構

公募研究

研究領域セルセンサーの分子連関とモーダルシフト
研究課題/領域番号 21026026
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関自治医科大学

研究代表者

出崎 克也  自治医科大学, 医学部, 准教授 (90337329)

研究分担者 矢田 俊彦  自治医科大学, 医学部, 教授 (60166527)
加計 正文  自治医科大学, 医学部, 教授 (90214270)
研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
2010年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2009年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
キーワード生理学 / 糖尿病 / インスリン分泌 / シグナル伝達
研究概要

本研究では、膵β細胞におけるグルコース代謝情報およびホルモン情報変換装置としてのKvチャネルとTRPチャネルを介した新たなインスリン分泌制御機構を解明し、そのセンサー情報統合メカニズムを明らかにすることを目的とする。
ラット膵島におけるKvチャネルの発現を検討した結果、Kv2.1チャネルのmRNA発現を検出し、二重免疫染色の結果、Kv2.1チャネルは膵β細胞に局在していた。Kvチャネル電流はグルコース濃度依存性を示し、Kv2.1チャネルブロッカーはラット分離膵島からのグルコース誘発インスリン分泌を促進し、β細胞のKv電流を抑制しグルコース刺激による[Ca^<2+>]_i上昇を増加させた。
自然発症2型糖尿病GKラットは正常Wistarラットと比較して、β細胞Kv2.1の発現が増大していた。K_<ATP>チャネルサブユニットKir6.2および2型糖尿病との相関が報告されている電位依存性K^+チャネルKCNQ1の膵島発現レベルは、GKラットとWistarラットで同程度であった。
単離膵β細胞のKvチャネル活性を電気生理学的に比較すると、GKラットではβ細胞Kvチャネル電流が増強していた。Kv2.1チャネルブロッカー存在下ではGKラットβ細胞におけるKvチャネル電流の増強が観察されなかった。
TRPM2ノックアウトマウスは、グルコースやGLP-1刺激によるβ細胞[Ca^<2+>]_i上昇とインスリン分泌が低下していた。
以上より、膵β細胞ではKv2.1チャネルやTRPM2チャネルがβ細胞インスリン分泌およびそのホルモン制御機構のセンサー分子として機能していると考えられる。また、2型糖尿病ラットβ細胞では、Kv2.1分子の発現増大によりKvチャネル電流が亢進しており、Kv2.1の発現機能亢進が糖尿病態におけるβ細胞インスリン分泌不全に関与することが示唆される。

報告書

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

    (12件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Lack of TRPM2 impaired insulin secretion and glucose metabolisms in mice.2011

    • 著者名/発表者名
      内田邦敏
    • 雑誌名

      Diabetes

      巻: 60 ページ: 119-126

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reconstruction-dependent recovery from anorexia and time-related recovery of regulatory ghrelin system in gastrectomized rats2010

    • 著者名/発表者名
      小泉大
    • 雑誌名

      Int.J.Pept.

      巻: 2010

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stressor-responsive central nesfatin-1 activates corticotropin-releasing hormone, noradrenaline and serotonin neurons and evokes hypothalamic-pituitary-adrenal axis.2010

    • 著者名/発表者名
      吉田なつ
    • 雑誌名

      Aging

      巻: 2 ページ: 775-784

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Voltage-dependent metabolic regulation of Kv2.1 channels in pancreatic β-cells.2010

    • 著者名/発表者名
      吉田昌史
    • 雑誌名

      Biochem.Biophys.Res.Commun.

      巻: 396 ページ: 304-309

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reconstruction-dependent recovery from anorexia and time-related recovery of regulatory ghrelin system in gastrectomized rats2010

    • 著者名/発表者名
      小泉大
    • 雑誌名

      Int.J.Pept. (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of voltage-gated K^+ channels by glucose metabolism in pancreatic β-cells2009

    • 著者名/発表者名
      吉田昌史
    • 雑誌名

      FEBS Lett. 583

      ページ: 2225-2230

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nesfatin-1-regulated paraventricular oxytocinergic signaling causes anorexia through aleptin-independent melanocortin pathway2009

    • 著者名/発表者名
      前島裕子
    • 雑誌名

      Cell Metab. 10

      ページ: 355-365

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] グレリンによるβ細胞Kv2.1チャネル活性化を介したグルコース誘発インスリン分泌抑制2010

    • 著者名/発表者名
      出崎克也
    • 学会等名
      第53回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2010-05-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Ghrelin is a physiological regulator of insulin release in islet β-cells.2010

    • 著者名/発表者名
      出崎克也
    • 学会等名
      第87回日本生理学会大会
    • 発表場所
      盛岡
    • 年月日
      2010-05-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Excessive expression and activity of Kv2.1 channels in islet β-cells of type 2 diabetic GK rats2009

    • 著者名/発表者名
      出崎克也
    • 学会等名
      The 45th EASD Annual Meeting
    • 発表場所
      Vienna
    • 年月日
      2009-09-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Kv2.1 channel blockers enhance glucose-induced cytosolic Ca^<2+> increases and insulin release in pancreatic β-cells of type 2 diabetic rats2009

    • 著者名/発表者名
      出崎克也
    • 学会等名
      The XXXVI International Congress of Physiological Sciences
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-07-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Ghrelin receptor antagonist potentiates glucose-induced insulin release in diabetic GK rats2009

    • 著者名/発表者名
      Damdindorj Boldbaatar
    • 学会等名
      The XXXVI International Congress of Physiological Sciences
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-07-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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