新しいインスリン分泌調節ペプチドとしてのPACAPの役割と膵beta細胞作用機構

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05670050
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 矢田 俊彦 鹿児島大学, 医学部, 助教授 (60166527)
• 研究分担者: 井樋田 香織 鹿児島大学, 医学部, 助手 (60184793) ; 加計 正文 鹿児島大学, 医学部, 助手 (90214270)
• キーワード: PACAP / インスリン分泌 / 膵島 / 膵beta細胞 / カルシウムイオン / カルシウムチャネル / 免疫組織化学

研究概要

本研究は、1989年視床下部より分離された神経ペプチドPituitary adenylate cyclase activating polypeptide(PACAP)のインスリン分泌制御における生理的役割とその作用機構を明らかにすることを目的とした。
1.研究結果
(1)8.3mMグルコース(インスリン分泌刺激濃度)にて、PACAP27は10^<-14>M-10^<-12>Mの極めて低濃度域でラット膵ランゲルハンス島からのインスリン分泌を促進し、膵島細胞内Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]i)の増加を誘起した。これらの反応は2.8mMグルコース(静止濃度)では見られずグルコース依存性を示した。
(2)[Ca^<2+>]iを測定した細胞を抗インスリンを用いて免疫染色した結果、10^<-12>MPACAPに対して[Ca^<2+>]i応答を示した細胞の多くがインスリン染色陽性を示した。
(3)10^<-13>MPACAPによるインスリン分泌と膵beta細胞内[Ca^<2+>]i増加はともにL型Caチャネルの阻害剤nitrendipineで選択的、可逆的に抑制された。
(4)抗PACAP抗体を用いた膵の免疫組織化学により、膵の神経・膵島・血管にPACAPの局在が認められた。
2.結論
(1)PACAPは膵に局在するペプチドであり、膵beta細胞を直接の標的とする。
(2)PACAPは10^<-13>Mの極低濃度にてグルコース依存性に膵島インスリン分泌を促進し、これまでに知られるインスリン分泌性ペプチドのいずれよりも1000倍以上強力である。
(3)PACAPによるインスリン分泌は膵beta細胞膜L型Caチャネル活性化を介した[Ca^<2+>]i増加により仲介されている。

研究成果

• [文献書誌] Yada,T.: "Pituitary Adenylate cyclase activating polypeptide(PACAP)increases cytosolic free Ca^<2+> concentration in folliculo-stellate cell and somatotropes of rat pituitary." Peptides. 14. 235-239 (1993)
• [文献書誌] Yada,T.: "Glucose metabolism by rat pancreatic beta-cell produces dual change in cytosolic Ca^<2+>." Jpn.J.Physiol.43. S115-S118 (1993)
• [文献書誌] Yada,T.: "Glucagon-like peptide-1-(7-36)amide and a rise in cyclic AMP increase cytosolic free Ca^<2+> in rat pancreatic beta-cells by enhancing Ca^<2+>channel activity." Endocrinology. 133. 1685-1692 (1993)
• [文献書誌] Yada,T.: "Pituitary adenylate cyclase activating polyperptide is an extraordinarily potent intra-pancreatic regulator of insulin secretion from islet beta-cells." J.Biol.Chem.269. 1290-1293 (1994)
• [文献書誌] Fujitani,S.: "A novel D-phenylalanine derivative hypoglycemic agent A-4166 increases cytosolic free Ca^<2+> in rat pancreatic beta-cells by stimulating Ca^<2+> influx." Endocrinology. 134(in press). (1994)