インスリン非依存性糖尿病におけるインスリン抵抗性の機序の解明

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08457259
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 戸辺 一之 東京大学, 医学部附属病院, 助手 (30251242)
• 研究分担者: 植木 浩二郎 東京大学, 医学部附属病院, 医員 ; 鏑木 康志 東京大学, 医学部附属病院, 医員 ; 為本 浩至 東京大学, 医学部附属病院, 医員 ; 本田 律子 東京大学, 医学部附属病院, 医員 ; 門脇 孝 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (30185889)
• キーワード: インスリン作用 / インスリン抵抗性 / インスリン受容体基質1,2 / 欠損マウス

研究概要

1.IRS-1欠損マウスにおけるインスリン抵抗性の分子機構の解析
IRS-1欠損マウスではインスリン抵抗性が存在する。我々は、このインスリン抵抗性の責任臓器と機序を明らかにするため肝臓及び骨格筋におけるPI3キナーゼ、MAPキナーゼとインスリン依存性のチロシンリン酸化を野生型マウスと比較検討した。肝臓ではPI3キナーゼもMAPキナーゼもともに野生型と同程度の上昇が見られたが骨格筋ではその上昇は1/3にとどまった。
したがって、IRS-1欠損マウスにおけるインスリン抵抗性の責任臓器は骨格筋と考えられた。実際、骨格筋における糖の取り込みは約1/3に低下していたのに対し、肝臓におけるグリコーゲン合成酵素はほぼ同程度の上昇を認めた。またチロシンリン酸化を検討すると欠損マウスの肝臓ではIRS-2のチロシンリン酸化が野生型マウスのIRS-1と同程度にみられた。一方、欠損マウスの骨格筋でIRS-2のチロシンリン酸化は野生型マウスの骨格筋のIRS-1のチロシンリン酸化に比べ著明に低下していた。したがって、欠損マウスの肝臓ではIRS-2が十分に代償しているが、骨格筋では一部しか代償できないために骨格筋でインスリン作用障害をきたし、個体でのインスリン抵抗性の原因となると考えられた。
2.IRS-2欠損マウスの作製
IRS-2遺伝子のコーディングシークエンスは1つのエクソン中にある。この中にneomycin抵抗性遺伝子を挿入し、さらにDTA(ジフチリア毒素Aフラグメント)のカセットに挿入し、ターゲティングベクターを作製した。electroporation法によりES細胞にtransfectionし、G418でのselectionの結果、リコンビナントクローンを得、8細胞期の胚に注入し、現在100%キメラマウスを得ている。

研究成果

• [文献書誌] Tobe,K.,et al.: "Mutant insulin receptor substrate-1 unable to activate P13 kinase failed to mediate insulin-stimulated maturation of xenopus laevis oocytes." J.Biol.Chem.271. 28677-28681 (1996)
• [文献書誌] Tobe,K.,et al.: "Signal transduction pathways of insulin-like growth factor-1 and epidermal growth factor in skin fibroblasts from an insulin-resistant patient with a mutation in the insulin receptor gene." Endocrin J.43. 33-41 (1996)
• [文献書誌] Tobe,K.,et al.: "Insulin signalling and insulin actions in the muscle and liver of insulin resistant IRS-1 deficient mice." Mol.Cell.Biol.16. 3074-3984 (1996)
• [文献書誌] Tobe,K.,et al.: "Csk enhances insulin-stimulated dephosphorylation of focal adhesion proteins." Mol.Cell.Biol.16. 4765-4772 (1996)
• [文献書誌] Tobe,K.,et al.: "Upstream mechanisms of glycogen synthase activation by insulin and insulin-like growth factor-1." J.Biol.Chem.270. 2729-2374 (1995)
• [文献書誌] Tobe,K.,et al.: "Identification of a 190-kDa protein as a novel substrate for the insulin receptor kinase functionally similar to insulin receptor substrate-1." J.Biol.Chem.270. 5698-5701 (1995)