環状ADPリボース合成酵素遺伝子欠失による糖尿病モデルの開発

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08557009
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 応募区分: 試験
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 加藤 一郎 東北大学, 医学部, 助手 (50250741)
• 研究分担者: 那谷 耕司 東北大学, 医学部, 助手 (90202233)
• キーワード: 環状ADPリボース / 糖尿病 / ノックアウトマウス / セカンドメッセンジャー / インスリン / グルコース / 膵β細胞

研究概要

日本人において多く見られるII型糖尿病のモデル動物の確立は急務である。インスリン分泌のセカンドメッセンジャーである環状ADPリボースを合成する酵素のノックアウトマウスは適切なII型糖尿病モデル動物に成り得ることから、遺伝子標的法を用いて、マウス環状ADPリボース合成酵素遺伝子をノックアオウトしたマウスを作製することを目的として以下の実験を行った。また、逆に環状ADPリボース合成酵素遺伝子導入による糖尿病治療の可能性について検討するため、遺伝的に糖尿病を発症する糖尿病モデルマウスにヒトの環状ADPリボース合成酵素遺伝子を導入する実験を行った。
A)環状ADPリボース合成酵素遺伝子ノックアオウトマウスの作製
(1)環状ADPリボース合成酵素遺伝子ノックアオウト用ベクターをES細胞に導入し、相同組換えを起こした変位ES細胞株を分離した。
(2)相同組換えを起こしたES細胞をマウス受精卵に顕微注入してキメラマウスを得た。
得られたキメラマウスを普通のマウスと交配しgerm-line transmissionを確認した。
B)環状ADPリボース合成酵素遺伝子導入マウスと糖尿病モデルマウスの交配実験
環状ADPリボース合成酵素遺伝子導入が実際にin vivoで糖尿病状態を改造させうるかどうかを明らかにするため、遺伝的に糖尿病を発症する糖尿病モデルマウス(NODマウス)と既に確立されている環状ADPリボース合成酵素遺伝子導入トランスジェニックマウスを交配し、NODマウスの遺伝的backfroundに環状ADPリボース合成酵素遺伝子を導入したマウスの作製を開始した。
以上、今年度の研究計画は順調に進行し、研究目標は当初の計画通りに達成された。

研究成果

• [文献書誌] Koji Nata: "Human gene encoding (ADP-ribosyl cyaclase/cyclic ADP-ribose hydrolase) : organization, nucleotide sequences and alternative splicing." Gene. (in press). (1997)
• [文献書誌] Naoya Noguchi: "Cyclic ADP-ribose Binds to FK506-binding Protein 12.6 to Release Ca^<2+> from islet Microsomes." Journal of Biological Chemistry. 272. 3133-3136 (1997)
• [文献書誌] Akira Tohgo: "Lysine 129 of CD38 (ADP-ribosyl Cyaclase/Cylcic ADP-ribose hydrolase) Participates in the Binding of ATP to inhibit the Cyclic ADP-ribose Hydrolase." Journal of Biological Chemistry. 272. 3879-3882 (1997)
• [文献書誌] Hiroshi Okamoto: "Synthesis and hydrolysis of cyclic ADP-ribose by human leukocyte antigen CD38 : Inhibition of hydrolysis by ATP and the physiological signifcance." Methods in Enzymology. 280 (in press). (1997)
• [文献書誌] 那谷耕司: "cyclic ADP-ribose依存性Ca^<2+>放出のCaM Kinase IIによる増強" 生化学. 68. 837-837 (1996)
• [文献書誌] 東郷暁: "CD38 (ADP-ribosyl cyaclase/cyclic ADP-ribose hydrolase)の基質(NAD, cyclcic ADP-ribose)と調節因子(ATP)の結合部位" 生化学. 68. 837-837 (1996)
• [文献書誌] Kato, I.: "Enhancement of glucose-induced insulin secretion in transgenic mice overexpressing human VIP gene in pancreatic β-cells." Ann. New York Acad. Sci.805. 232-243 (1996)
• [文献書誌] Fujimura, M.: "Attenuation of Nitric Oxide Synthase Induction in IRF-1-deficient Glial Cells." Brain Res.(in press). (1997)
• [文献書誌] Kikuchi, Y.: "Transgenic Copper/Zinc-Superoxide Dismutase Ameliorates Caerulein-Induced Pancreatitis in Mices" Biochem. Biophys. Res. Commun.(in press). (1997)
• [文献書誌] Kawase, M.: "Inducible Nitric Oxides Synthase Following Hypoxia in Rat Cultured Glial Cells." Brain Res.738. 319-322 (1996)
• [文献書誌] Yonekura, H.: "Identification of the five essential histidine residues for prptidylglycine monooxygenase." Biochem. Biophys. Res. Commun.218. 495-499 (1996)
• [文献書誌] 篁俊成: "誘導型NO合成酵素をインスリン産生細胞で過剰発現するトランスジェニックマウスの作製とその解析" 生化学. 68. 163- (1996)
• [文献書誌] 野口直哉: "cyclic ADP-ribose介する情報伝達のCaM Kinase IIによる活性化" 生化学. 68. 1740-1740 (1996)
• [文献書誌] 成島陽一: "ヒトREGファミリー遺伝子の構造と染色体座位:ヒトREGファミリーの4つの遺伝子は全て第2染色体短腕12の95kbpの範囲に局在する" 生化学. 68. 1740-1740 (1996)
• [文献書誌] 高澤伸: "膵β細胞・小胞体からのcyclic ADP-riboseによるCa^<2+>放出のCaM Kinase IIによる増強" 糖尿病. 39. 182-182 (1996)
• [文献書誌] 東郷暁: "ATPは直接CD38に作用してcyclic ADP-ribose分解活性を抑制する" 糖尿病. 39. 183-183 (1996)
• [文献書誌] 池端史子: "糖尿病患者における抗CD38 (cyclic ADP-ribose合成・分解酵素)自己抗体の存在" 糖尿病. 39. 183-183 (1996)
• [文献書誌] 那谷耕司: "マウスReg I遺伝子を過剰発現する膵β細胞の増殖能:トランスジェニックマウスを用いた解析" 糖尿病. 40(in press). (1997)
• [文献書誌] 東郷暁: "ATPによる膵β細胞内cyclic ADP-ribose生成の調節機構の解明" 糖尿病. 40(in press). (1997)
• [文献書誌] 野口直哉: "膵β細胞のcyclic ADP-ribose感受性Ca2+チャネルからCa2+放出機構: FK506結合タンパク質の関与" 糖尿病. 40 (in press). (1997)
• [文献書誌] 八木一夫: "NIDDMにおけるCD38遺伝子変異と変異CD38の機能異常" 糖尿病. 40 (in press). (1997)
• [文献書誌] 東郷暁: "インスリン分泌のセカンドメッセンジャーcyclic ADP-riboseの合成・分解酵素(CD38)のATPによる調節の分子機構" 分子糖尿病学. 7 (in press). (1997)
• [文献書誌] 篁俊成: "NO合成酵素(iNOS)を膵β細胞で常時発現するトランスジェニックマウス" 分子糖尿病学. (in press). (1997)
• [文献書誌] Kimura, N.: "Deficiency of Phenylethanolamine N-Methyltransferase in Morepinephrine Producing Pheochromacytoma." Endocrine Patholoby. 7. 131-136 (1996)