糖尿病におけるインスリンレセプター自己燐酸化能低下の機序解析 インスリンレセプターを基質としたProtein Tyrosine Phosphatase(PTPase)活性の検討

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04671477
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 河盛 隆造 大阪大学, 医学部・第一内科, 講師 (00116021)
• 研究分担者: 今野 英一 大阪大学, 医学部・第一内科, 医員 ; 渡会 隆夫 大阪大学, 医学部・第一内科, 医員 ; 岩間 令道 大阪大学, 医学部・第一内科, 医員 ; 森島 豊彦 大阪大学, 医学部・第一内科, 助手 (50221635) ; 山崎 義光 大阪大学, 医学部・第一内科, 助手 (40201834)
• キーワード: インスリンレセプター / 自己燐酸化 / PTPase / バキュロウィルス

研究概要

糖尿病患者にみられるインスリン抵抗性は、インスリンレセプターの自己燐酸化の低下が主因であると考えられる。その際に、PTPaseが果たす役割を検討するため、大量のPTPase及びインスリンレセプターを発現させ、インスリンレセプターを基質としたPTPaseの酵素学的性状を検討せんとした。
PTPase cDNA、インスリンレセプターcDNAを発現ベクター(pVL1392,pVL1393)に組み込んだ。これとともに野生型baculovirus(AcMNPV)を昆虫の細胞(sf9)へ感染させ、その際に組替えを起こさせ、組替え体をplaque hybridization法を用いて選択した。この組替えウイルスをsf9に感染させることにより、PTPaseを大量に発現させ、WGAカラムを用いて部分精製した。ラット肝より回収したインスリンレセプターを、インスリン存在下に^<32>P-ATPを用いて^<32>Pを取り込ませ、これを基質として部分精製PTPaseの活性を測定、性状を検討した。
その結果、このPTPaseは自己燐酸化したインスリンレセプターを基質とすることが明らかとなった。また、ストレプトゾトシン糖尿病ラットの肝臓、脾臓よりRNAを回収し、PTPase mRNAの発現量を測定した。その結果、非糖尿病ラットに比し、PTPase mRNAの発現量は有意な差を認めなかった。従って、少なくともこのPTPaseは、糖尿病状態では、mRNAのレベルではなく、翻訳以降の段階またはその酵素活性の亢進により、インスリンレセプターの自己燐酸化能を低下させている可能性が推測された。
さらに、発現ベクターpcDL-SRαにPTPase遺伝子を組み込み、燐酸カルシウム法により培養肝細胞HepG2にtransfectし、部分精製したインスリンレセプターの自己燐酸化能を測定し、糖尿病状態におけるPTPaseの果たす役割を検討した。その結果、PTPaseを発現させたHepG2においては、インスリン刺激時のインスリンレセプターの自己燐酸化能の低下が認められ、このPTPaseはインスリンレセプターの脱燐酸化を起こすことが確認された。
以上より、糖尿病におけるインスリン抵抗性の一因として、PTPase活性の亢進によりインスリンレセプターの脱燐酸化が進み、インスリンレセプターの自己燐酸化が低下していることが証明された。

研究成果

• [文献書誌] Iwama N.et al.: "Dephosphorylation of the insulin receptor partially restores the decreased autophosphorylation in streptozotocin induced diabetic rats" Diabetes Res.17. 25-32 (1992)
• [文献書誌] Imano E.et al.: "Rapid Screening method of abnormal insulin-receptor gene expression-Allele-specific oligonucleotide hybridization by using silent polymorphism" Biochem.Biophys.Acta. 1181. 131-134 (1993)
• [文献書誌] Kajimoto Y.et al.: "An AP-1 enhancer madiates TPA-induced transcriptional activation of the chicken insulin-like growth factor I gene" Biochemical and Biophysical Research communis. 190(3). 767-773 (1993)
• [文献書誌] Sakura H.et al.: "Glucokinase gene mutation and impaired glucose uptake by liver" Lancet. 341. 1532-1533 (1993)
• [文献書誌] Katsura M.et al.: "Improvement in blunted glucagon response to insulin-induced hypoglycemia by strict glycemic control in diabetics" Diabetes Research and Clinical Practice. 20. 93-100 (1993)
• [文献書誌] Kajimoto Y.et al.: "Identification of amino-acid polymorphism within the leucine zipper motif of mouse transcription factor A1" Gene. (in press). (1994)