サイクリックADPリボースによる情報伝達 : その分子機構とクロストーク

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08102003
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 岡本 宏 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (60025632)
• 研究分担者: 高沢 伸 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (50187944)
• キーワード: CD38 / cyclic ADP-ribose / ADP-ribosyl cyclase / cyclic ADP-ribose hydrolase / 細胞内情報伝達物質 / Ca2^+放出チャンネル / インスリン分泌 / 遺伝子クローニング

研究概要

本研究の目的は、サイクリックADPリボースをセカンドメッセンジャーとする細胞内情報伝達系の分子機構の全容を解明するとともに、この新しい情報伝達系と既知の情報伝達系の相互関係を明らかにして、細胞内情報伝達について新しい展望を拓くことである。
平成11年度の研究は順調に進行し、
1.サイクリック ADP リボース合成・分解酵素(CD38)の結晶構造解析のため可溶型 CD38 を大量に調製した。
2.サイクリック ADP リボース結合蛋白質遺伝子を分離し、その構造と染色体座位を明らかにした。
3.サイクリック ADP リボース合成・分解酵素(CD38)ノックアウトマウスを作製した。このマウスの膵ランゲルハンス島ではブドウ糖刺激によるサイクリック ADP リボース生成が認められず、細胞内 Ca^<2+>動員、インスリン分泌が低下していることを明らかにした。また、この異常がCD38をインスリン産生細胞に導入することにより回復することも明らかにした。
4.CD38ノックアウトマウスを用いた実験から、膵臓外分泌細胞のアセチルコリン刺激によるCa^<2+>オシレーションにサイクリックADPリボース系が必須であることを明らかにした。
5.連鎖球菌のサイクリックADPリボース合成・分解酵素の活性に必須のアミノ酸残基を部位特異的変異法を用いて同定した。その結果、哺乳動物サイクリックADPリボース合成・分解酵素(CD38)から細菌に至るまでサイクリックADPリボース合成活性に必須のグルタミン酸とサイクリックADPリボース分解活性に必須のリジンが保存されていることを明らかにした。
これらの成果は裏面の「研究発表」に示すように国際紙に発表もしくは印刷中である。

研究成果

• [文献書誌] Hiroshi Okamoto: "Cyclic ADP-ribose-mediated insulin secretion and Reg, regenerating gene"Journal of Molecular Medicine. 77. 74-79 (1999)
• [文献書誌] Ichiro Kato: "CD38 disruption impairs glucose-induced increases in cyclic ADP-ribose, [Ca^<2+>]I and insulin secretion"Journal of Biological Chemistry. 274. 1869-1872 (1999)
• [文献書誌] Hiroshi Okamoto: "The Reg gene family and Reg proteins : With special attention to the regeneration of pancreatic β-cells"Journal of Hepatobiliary Pancreatic Surgery. 6. 254-262 (1999)
• [文献書誌] Emanuela Anastasi: "Reg and Cytokeratin 20 expression during ductal cell differentiation and proliferation in a mouse model of autoimmune diabetes"European Journal of Endocrinology. 141. 644-652 (1999)
• [文献書誌] F. R. Bernard-Perrone: "Expression of Reg protein during cell growth and differentiation of two human carcinoma cells"Journal of Histochemistry Cytochemistry. 47. 863-870 (1999)
• [文献書誌] Hiroshi Okamoto: "The CD38-cyclic ADP-ribose signaling system in insulin secretion"Molecular Cellular Biochemistry. 193. 115-118 (1999)
• [文献書誌] Hiroshi Okamoto: "Autoantibody against REG I protein in NIDDM patients"Diabetes. 48. 1965-1965 (1999)
• [文献書誌] Cinzia Pupilli: "Autoanitibodies to CD38(ADP-ribosyl cyclase/cyclic ADP-ribosehydrolase)in Caucasian patients with diabetes : Effects on insulin releases from human islets"Diabetes. 48. 2309-2315 (1999)
• [文献書誌] H. Kamii: "Amelioration of vasospasm after subarachnoid hemorrhage in transgenic mice overexpressing CuZn-superoxide dismutase"Stroke. 30. 867-872 (1999)
• [文献書誌] Hiroshi Okamoto: ""The CD38-cyclic ADP-ribose signal system " : molecular mechanism and biological significance"Nippon Yakurigaku Zasshi. 114. 131-139 (1999)
• [文献書誌] Yasuhiko Yamamoto: "Roles of the AGE-RAGE system in vascular injury in diabetes"Annals of New York Academy of Sciences. ( in press ). (2000)
• [文献書誌] Michiaki Abe: "Identification of anovel Reg family gene, Reg IIIδ, and mapping of all three types of Reg family genes in a 75-kilobase mouse genomic region"Gene. ( in press ). (2000)
• [文献書誌] Seiichi Kobayashi: "Identification of areceptor for Reg(Regenerating Gene) protein, apancreatic β-cell regeneration factor"Journal of Biological Chemistry. 275 ( in press ). (2000)
• [文献書誌] Hiroshi Okamoto: "Isolation and function expression of a receptor for Reg Protein"Diabetes. 49 ( in ppress ). (2000)
• [文献書誌] 高沢 伸: "糖尿病患者における抗REGI自己抗体の存在"糖尿病. 42. S111-S111 (1999)
• [文献書誌] 松井加奈: "PCR-RFLP法によるCD38遺伝子変異の検出"糖尿病. 42. S157-S157 (1999)
• [文献書誌] 山本晴彦: "ヒトRAGEをトランスジーンとしたマウスの糖尿病性腎病変"糖尿病. 42. S194-S194 (1999)
• [文献書誌] 唐沢忠宏: "連鎖球菌cyclic ADP-ribose(cADPR)合成・分解酵素の構造決定と酵素活性に必須のアミノ酸残基"生化学. 71. 899-899 (1999)
• [文献書誌] 福士靖江: "CD38欠損マウス膵腺腺房細胞でのムスカリン性カルシウム応答"生化学. 71. 900-900 (1999)
• [文献書誌] 黒木実智雄: "膵ランゲルハンス島で発現している新しいリアノジン型受容体の構造、発現、機能"生化学. 71. 900-900 (1999)
• [文献書誌] 山本靖彦: "糖尿病性腎症発症進展に関わる分子の解明-トランスジェニックマウスを用いた検討-"生化学. 71. 982-982 (1999)
• [文献書誌] 加藤一郎: "遺伝子改変マウスを用いた糖尿病の病態解析"生化学. 71. 1357-1357 (1999)
• [文献書誌] 黒木実智雄: "新規リアノジン型受容体の構造、発現と機能"生化学. 71. 1360-1360 (1999)
• [文献書誌] 小林誠一: "Reg蛋白質受容体の単離 : その構造と機能発現"糖尿病. 43 ( 印刷中 ). (2000)
• [文献書誌] 秋山貴子: "ニコチン酸アミドのReg遺伝子発現増強効果"糖尿病. 43 ( 印刷中 ). (2000)
• [文献書誌] 劉 一: "新規ヒトREGファミリー遺伝子(REG III)の発見 : その構造、発現、染色体座位"糖尿病. 43 ( 印刷中 ). (2000)
• [文献書誌] Hiroshi Okamoto: "Human CD38 and Related Molecules"Karger (K. Mehta & F. Malavasi, eds. ). 24 (2000)
• [文献書誌] 森泉茂樹: "別冊医学の歩み 消化器疾患 II. 肝・胆・膵"医歯薬出版 (玉熊正悦、石井浩正、編). 5 (1999)