膵β細胞のインスリン分泌顆粒形成能が前駆体切断酵素フューリンによって減少する機序

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09470213
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 竹内 利行 群馬大学, 生体調整研究所, 教授 (00109977)
• 研究分担者: 泉 哲郎 群馬大学, 生体調整研究所, 助教授 (00212952)
• キーワード: 膵β細胞 / フューリン / PTHrP / TGFβ / MAPキナーゼ / フォスファターゼ

研究概要

前駆体活性化酵素フューリンはPTHrPやTGFβなどの増殖因子、インスリン受容体や、HGF受容体c-Met、カドヘリンやインテグリンα3とα6などの接着因子等の前駆体を活性型に転換する。Furinの基室となる前駆体蛋白として、膵β細胞ではPTHrPとTGFβが候補となる。FurinはPTHrP前駆体ではN端の12ヶのアミノ酸からなるペプチドを切断し、TGGβではLAPと呼ばれる潜在型プロペプチドを切り離して活性型に転換する。我々は継代を重ね、インスリン含量が減少し、増殖が速くなった膵β細胞株M1N6でFurinが高発現することを見出した。本研究ではM1N6を用い、1)PTHrP、TGFβ、Furinの共発現、2)分化度の高いM1N6-17(継代数 17)と分化度の低いM1N6-41(継代数 41)に対するPTHrPの分化作用(インスリン含量)と増殖作用(^3H-TdR取込み)作用、3)M1N6-17とM1N6-41間でDifferential display法によるmRNAを発現の違いと、高次機能関連遺伝子の検索、を検討した。
PTHrPはM1N6-17ではTGFβの発現を増加させ、M1N6-41ではそれを減少させた。PTHrPはM1N6-17のインスリン含量を増加させ、更にFurinとTGFβの発現を誘導した。しかしPTHrPはM1N6-41で^3H-TdR取込みをより増加させ、PTHrP自身とFurinの発現を誘導した。Differential display法によりM1N6-17と、PTHrPを作用させたM1N6-17でMAPキナーゼに特異的なフォスファターゼが高発現していることを見出した。このフォスファターゼをアデノウィルスベクターを用いてM1N6-17で発現させるとインスリン発現と含量が増加した。従ってPTHrPがM1N6-17に対して分化を誘導する作用の一部はMAPキナーゼフォスファターゼの活性化によることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Sawada,Y.,Aizawa,T.,lzumi,T.,et al.: "Protein-processing endoprotease furin and its substrate parathyroid hormonerelated peptide are coexpressed specifically in insulinoma cells"Endocrine Phathol.. (印刷中). (2000)
• [文献書誌] Wang,J.,Takeuchi,T.,Tanaka,S.,et al: "A mutation of the insulin 2 gene induces diabetes with severe pancreatic β cell dysfunction in the Mody mouse"J.Clin.lnvest. 103. 27-37 (1999)
• [文献書誌] Wang,J.,Takeuchi,T.,Yokota,H.,et al: "Novel rebphilin3-like protein associated with insulin-containing granules in pancreatic beta cells"J.Biol.Chem.. 274. 28542-28548 (1999)
• [文献書誌] Hirayama,l.,Yi,Z.,lzumi,S.,et al: "Genetic analysis of obese diabetes in the TSOD mouse"Diabetes. 48. 1183-1191 (1999)
• [文献書誌] Hirayama,l.,Tamemoto,H.,Yokota,H.,et al.: "lnsulin receptor-related receptor is expressed in pancreatic β-cells and stimulates tyrosine phosphorylation of insulin receptor substrate-1 and -2"Diabetes. 48. 1237-1244 (1999)