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1992 年度 研究成果報告書概要

糖尿病における各種糖輸送担体遺伝子の役割に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 03044088
研究種目

国際学術研究

配分区分補助金
応募区分共同研究
研究機関京都大学

研究代表者

清野 裕  京都大学, 医学部, 助教授 (40030986)

研究分担者 CHARLES F BU  シカゴ大学, 医学部, 研究員
GRAEME I BEL  シカゴ大学, 医学部, 教授
石田 均  京都大学, 医学部, 助手 (80212893)
津田 謹輔  京都大学, 教養部, 助教授 (10180001)
BELL Graeme I  Department of Medicine and Biochemistry and Molecular Biology, University of Chi
BURANT Charles  Department of Medicine and Biochemistry and Morecular Biology, University of Chi
研究期間 (年度) 1991 – 1992
キーワード糖輸送担体 / 糖尿病 / 膵β細胞 / インスリン / SSCP
研究概要

我々は前年度に膵β細胞に発現するGLUT2はグルコースにより調節されており,正常β細胞では高グルコースによって発現は増大すること,グルコースに対する感受性の低下しているHIT細胞では高グルコースによりGLUT2の発現は増大せず,グルコースによるインスリン分泌も減弱することを明らかにし,或る条件下ではGLUT2がグルコースによるインスリン分泌を制御している可能性を示した。そこで本年度は自然発症イントリン非依存型糖尿病(NIDDM)のモデルである後藤-柿崎ラット(GKラット)を用いて膵β細胞におけるインスリン分泌とGLUT2の発現につき検討を行った。8週令のGKラットと対照として同週令のWistarラットを用いた。GKラットのad.libtum状態における血糖値は約300mg/dlとコントロール群の約150mg/dlに比し著明に上昇していた。つぎに,単離膵灌流標本,単離膵ラ氏島を作製してグルコースによるインスリン分泌を検討したところ,GKラットでは高グルコース刺激に対するインスリン分泌は著明に減弱していた。一方,アルギニン刺激によるインスリン分泌は対照との間に殆ど差は認められなかったので,GKラットではグルコースに対する選択的なインスリン分泌障害が存在し,日本人ヒトNIDDMと極めて類似した特徴を有していた。ついで単離ラ氏島よりグアジミンチオシアネート-セシウムクロライドを用いた超遠心分離法によりtotal RNAを抽出し,^<32>P-dCTPにより標識したGLUT2 cDNAをプローブとしてノザンブロッティング法によりGLUT2 mRNAの発現を検討したところ,対照の60〜70%へ減少しているのが認められた。さらに抗ラットGLUT2抗体を用いて免疫組織化学法により膵ラ氏島におけるGLUT2の蛋白レベルでの発現を検討したところ,GK,WistarラットともGLUT2はβ細胞にのみ発現しており,α,δ,pp細胞では発現は認められなかった。また,GKラットの膵β細砲では陽性率ならびに発現の強さは減弱していた。このようのGKラットではGLUT2の発現の低下とグルコースによるインスリン分泌の低下の存在が認められた。しかし,GLUT2はその糖輸送容量が非常に大きく,数十%の減少ではβ細胞へのグルコースの取り込みには影響しないと言われているので,この程度の減少がグルコースによるインスリン分泌の低下の原因であると断定することはできない。したがってGLUT2以外の因子についても検索を加える必要があると考えられる。
一方,GLUT2の構造遺伝子の異常はGLUT2の機能を大幅に低下させ,グルコースによるインスリン分泌を障害することが考えられる。そこで,遺伝子変異を簡便にスクリーニングするため,近年その方法が開発され,臨床応用されつつあるPCR-SSCP(Polymerase Chain Reaction-Single Stranded Conformation Polymorphism)法によってGLUT2の遺伝子変異の有無を検索した。ヒトGLUT2遺伝子について,それぞれのエクソンをはさむようにオリゴヌクレオチドをDNA合成機で作成し,これをプライマーとして用いた。各エクソンにより55〜68℃でアニーリングを行ない,増殖することにより152-270bpの一本のPCR産物を得た。PCR産物は制限酵素切断によるマッピングおよび,サンガー法による塩基配列決定を行ない,目的とする遺伝子産物であることを確認した。次に,NIDDM患者17名の患者白血球より抽出したゲノムDNAを^<32>P-dCTP存在下でPCRを施行した。PCR産物はホルムアミド存在下で熱変性により一本鎖とした後,5%ポリアクリルアミドゲルに泳動し,オートラジオグラフィーにより検出した。GLUT2の11エクソンのうち1から9について目的とするPCR産物を確認することができた。PCR-SSCP法によりセンス,アンチセンスと考えられる2本のバンドが確認できた。17名のNIDDMについてGLUT2のエクソン1から9については移動度の異なるバンドは検出できなかった。今回行ったPCR-SSCP法はGLUT2変異の検索に有用である。また,GLUT2エクソン1から9の異常がNIDDMの病因となる可能性は現在のところ低いことが示唆された。

  • 研究成果

    (15件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (15件)

  • [文献書誌] N.INAGAKI,T.MAEKAWA,T.SUDO,S.ISHII,Y.SEINO and H.IMURA: "c-Jun represses the human insulin promter activity that depends on multiple CAMP response elements." Proc Natl Acad Sci USA. 89. 1045-1049 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] N.INAGAKI,K.YASUDA,G.INOUE,Y.OKAMOTO,H.YANO,Y.SOMEYA,Y.OHMOTO,K.DEGUCHI,K.IMAGAWA,H.IMURA and Y.SEINO: "Glucose as requlator of both qlucose transport activity and qlucose transporter mRNA in a hamster beta cell line." Diabetes. 41. 592-597 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.TSUURA,H.ISHIDA,Y.OKAMOTO,K.TSUJI,T.KUROSE,M.HORIE,H.IMURA,Y.OKADA and Y.SEINO: "Impaired glucose sensitivity of ATP-sensitive k+channels in pancreatic β cells in streptozotocin-induced NIDDM rats." Diabetes. 41. 861-865 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.NISHIOKA,Y.ODA,Y.SEINO,T.YAMAMOTO,N.INAGAKI,H.YANO,H.IMURA,R.SHIGEMOTO and H.KIKUCHI: "Distribution of the glucose transporters in human brain tumors." Cancer Res. 52. 3972-3979 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.SEINO,T.YAMAMOTO,K.INOUE,M.IMAMURA,S.KADOWAKI,H.KOJIMA,J.FUJIKAWA and H.IMURA: "Abnormal facilitative glucose transporter gene expression in human islet cell tumors." J Clin Endocrinol Metab. 76. 75-78 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.OKAMOTO,H.ISHIDA,T.TAMINATO,K.TSUJI,T.KUROSE,Y.TSUURA,S.KATO,H.IMURA and Y.SEINO: "The role of cytosolic ca2+ in impaired sensitivity to glucose of rat pancreatic islets exposed to high glucose in vitro." Diabetes. 41. 1555-1561 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.SEINO,T.YAMAMOTO and G.KOH: "Proc Exp Biol Med" Williams & Wilkins, 210-213 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] K.TSUJI,T.TAMINATO,H.ISHIDA,Y.OKAMOTO,Y.TSUURA,S.KATO,T.KUROSE,Y.SEINO and H.IMURA: "In:Current Concepts of a Nuw Animal Model:The NON-Mouse,N.Sakamoto,N.Hotta and K.Uchida (eds)" Elsevier ,Amsterdam, 63-72 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] N. Inagaki, T. Maekawa, T. Sudo, S. Ishii, Y. Seino and H. Imura: "c-Jun represses the human insulin promoter activity that depends on multiple cAMP response elements" Proc Natl Acad Sci USA. 89. 1045-1049 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] N. Inagaki, K. Yasuda, G. Inoue, Y. Okamoto, H. Yano, Y. Someya, Y. Ohmoto, K. Deguchi, K. Imagawa, H. Imura and Y. Seino: "Glucose as a regulator of both glucose transport activity and glucose transporter mRNA in a hamster beta cell line" Diabetes. 41. 592-597 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] T. Nishioka, Y. Oda, Y. Seino, T. Yamamoto, N. Inagaki, H. Yano, H. Imura, R. Shigemoto and H. Kikuchi: "Distribution of the glucose transporters in human brain tumors" Cancer Res. 52. 3972-3979 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Okamoto, H. Ishida, T. Taminato, K. Tsuji, T. Kurose, Y. Tsuura, S. Kato, H. Imura and Y. Seino: "The role of cytosolic Ca2+ in impaired sensitivity to glucose of rat pancreatic islets exposed to high qlucose in vitro" Diabetes. 41. 1555-1561 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Seino, T. Yamamoto, K. Inoue, M. Imamura, S. Kadowaki, H. Kojima, J. Fujikawa and H. Imura: "Abnormal facilitative glucose transporter gene expression in human islets cell tumors" J Clin Endocrinol Metab. 76. 75-78 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Seino, T. Yamamoto and G. Koh: Williams & Wilkins. Insulin and glucose transporter gene expression in obesity and diabetes (Proc Exp Biol Med), 210-213 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] K. Tsuji, T. Taminato, H. Ishida, Y. Okamoto, Y. Tsuura, S. Kato, T. Kurose, Y. Seino and H. Imura: Elsevier, Amsterdam. Cytoplasmic Ca2+ response in pancreatic beta cells of NON mice (In:Current Concepts of a New Animal Model:The NON-Mouse, N. Sakamoto, N. Hotta and K. Uchida (eds), 63-72 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 1994-03-24  

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