膵β細胞間カルシウム波の伝播における“刺激伝導路"の存在に関する研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07671169
• 研究種目: 一般研究(C)
• 研究機関: (財)田附興風会
• 研究代表者: 辻 和雄 財団法人田附興風会, 医学研究所・第2研究部, 主任研究員 (30250070)
• 研究分担者: 石田 均 京都大学, 医学部・医学研究科, 助手 (80212893)
• キーワード: 膵β細胞 / 細胞内カルシウム / 細胞間結合

研究概要

ラットの膵ランゲルハンス氏島をコラゲナーゼを用いて単離し、軽度の細胞分散を行ない数十〜数百個のβ細胞よりなる細胞塊を選びFura-2を用いて、β細胞内カルシウムを測定した。刺激物質として、16.7mMブドウ糖を表面潅流により使用し、非刺激時と、刺激時の細胞内カルシウムの変動と、ある細胞から隣接する細胞へのカルシウム波の伝播様式をvideo-imaging法により観察した。高濃度ブドウ糖刺激に対して、ある膵β細胞の細胞内カルシウム濃度が上昇し、それがカルシウムの波となって、gap junctionを介し、周囲の細胞に伝播してゆくが、その伝播様式として、同心円状にどの方向にも一様な速さで拡がっていく場合もあるがそれ以外にある決まった方向にのみ波が伝播する傾向があって、他の方向には広がりにくい場合もあり、このことより、同じβ細胞でも、カルシウム波を伝播し易い細胞群と伝播しにくい細胞群とが混在している可能性が考えられる。このことは以前より、インスリン分泌能に関して、膵β細胞のheterogeneityの存在が指摘されているが、このこととも合致し、また見方を変えれば心臓における刺激伝導路に類似したものが、膵ラ氏島内にも存在する可能性があると考えられる。また、正常ラットのラ氏島と同様にNIDDMモデルラットよりのラ氏島を用いた場合、また正常のラ氏島を高濃度ブドウ糖存在下に長時間培養した場合にも、膵β細胞間のカルシウム波の伝播がどのように障害されるか、などについて比較検討を行う予定である。

研究成果

• [文献書誌] Seika Kato: "Increaed Calsium-Channel currents of pancreatic β cells in neonatally Streptozotocin-induced diabetic rats." Metabolism. 43. 1395-1400 (1994)
• [文献書誌] Kazuo Tsuji: "Selective impairment of the cytoplasmic Ca2+response to glucose in rat pancreatic β-cells of streptozotocin-induced non-insulin-dependent diabetic rats." Metabolism. 42. 1424-1428 (1993)
• [文献書誌] Noritake Takeshita: "Circulating levels and bone contents of bone γ-carboxyglutamic acid-containing protein in rat models of non-insulin-dependent diabetes mellitus." Acta Endocrinologica. 128. 69-73 (1993)
• [文献書誌] Yoshimasa Okamoto: "The role of cytosolic Ca^<2+> in impaired sensitivity to glucose of rat pancreatic exposed to high glucose in vitro." Diabetes. 41. 1555-1561 (1992)
• [文献書誌] Yoshiyuki Tsuura: "Impaired glucose sensitivity of ATP-sensitive K^+ channels in pancreatic β cells in streptozotocin-induced NIDDM rats." Diabetes. 41. 861-865 (1992)
• [文献書誌] K. Yasuda: "ExPression of GLUT 1 and GLUT 2 glucose transporter isoform in rat islets of Langerhans and their regulation by glucose." Diabetes. 41. 76-81 (1992)