糖尿病発症に関与する膵β細胞のグルコース代謝シグナル伝達とその応答障害の解析

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09470219
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 清野 裕 京都大学, 医学研究科, 教授 (40030986)
• 研究分担者: 久保田 章 京都大学, 医学研究科, 医員 ; 山田 祐一郎 京都大学, 医学研究科, 助手 (60283610)
• キーワード: CRE / カルシウムチャネル / calmodulin-dependent protein kinase IV / PCR-SSCP / インスリン遺伝子 / グルコース応答性 / CRE-BPl

研究概要

電位依存性カルシウムチャネルαサブユニット(α lD)遺伝子変異の有無を49個の全エクソンについてPCR-SSCP法で解析した。その結果、新たに第42エクソンにグルタミン酸(GAA)が欠失する変異を同定した。その変異は、918人のNIDDM患者のうち、3人で検出された。また、第1エクソンのメチオニン(ATG)挿入は、918人中2人で検出できた。
CRE(cyclic AMP-response element)に結合する転写因子であるCRE-BPlの発現を免疫染色法で認めた。そこで、インスリン遺伝子グルコース反応性における、CREとCRE-BPlの役割について、初代培養ラットラ氏島に遺伝子導入する系を確立し検討した。その結果、インスリン遺伝子に同定された4ヵ所のCREを一部変異させたところ、グルコース応答性は減弱した。また、CRE-BPlの転写活性化領域をGAL4のDNA結合領域と融合した蛋白を発現させたところ、その転写活性はグルコースにより誘導された。したがって、グルコースによるインスリン遺伝子発現亢進には、CRE-BPlの活性化が関与することが示された。また、calmodulin-dependent protein kinase IVの共発現により、CRE-BP1の転写活性能は増強された。これらの結果は、グルコースによるインスリン遺伝子発現増強には、グルコースによる細胞内カルシウム濃度増加がcalmodulin-dependent protein kinase IVを活性化しCRE-BPlをリン酸化し、インスリン遺伝子のCREに作用することが重要であることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] E.Mukai et al.: "Metabolic inhibition impaires ATP-sensitive K^+ channel block by sulfonylurea in pancreatic β cells." Am J Physiol. (in press).
• [文献書誌] S.Fujimoto et al.: "The novel insulinotropic mechanism of pimobendan : direct enhancement of the exocytotic process of insulin secretory granules by increased Ca2+sensitivity in βcells." Endocrinology. (in press).
• [文献書誌] N.Mizuno et al.: "Altered Bcl-2 and Bax expression and intracellular Ca^<2+> signaling in apoptosis of pancreatic β-cells and the impairment of glucose-inducedinsulin secretion." Endocrinology. (in press).
• [文献書誌] M.Horie et al.: "Insulin secretion and its modulation by antiarrhythmic and sulfonylurea drugs." Cardiovascular Research. 34. 69-72 (1997)
• [文献書誌] T.Miura et al.: "A comparative study of high-fat diet containing fish oil or lard on blood glucose in genetically diabetic (db/db) mice." J Nurt Sci Vitaminol. 43. 225-231 (1997)
• [文献書誌] A.Kubota et al.: "Identification of two missense mutations in the GIP receptor gene,a functional study and association analysis with NIDDM ; no evidence of association with Japanese NIDDM subjects." Diabetes. 45(12). 1701-1705 (1996)