新規cAMPセンサーによるインスリン分泌の調節機構

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13770642
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 三木 隆司 千葉大学, 遺伝子実験施設, 助教授 (50302568)
• キーワード: cAMP-GEF2 / 膵β細胞 / ジーンターゲティング / Cre / loxPシステム / cAMP

研究概要

CAMPS (cAMP-GEFII)は膵β細胞をはじめ中枢神経系、神経内分泌系などに広く発現しており、膵β細胞ではcAMP濃度を感知するセンサーとしてインスリン開口放出の制御に関与すると考えられる。申請者はCAMPSの膵β細胞での機能を直接的に明らかにする目的でCre/loxPシステムを用いてコンディショナルCAMPS遺伝子破壊マウスを作製することを試みた。申請者は、特定組織以外で完全に遺伝子欠損し、特定組織で発現がレスキューされる「conditional rescue法」を考案し、逆向きのloxPでExon 1を挟むようにしてloxPノックインマウスを作製し、CreによるExon 1の反転で遺伝子破壊とレスキューを行うこととした。loxPノックインマウス(CAMPS^<loxP/+>)は正常に出生したが、CAMPS^<loxP/+>を全身性にCreを発現するマウス(Cre-Tg)と交配してExon 1が反転したマウスを作製しようとしたところ、Creを発現しloxPアリルを有するマウス(Cre-Tg+,CAMPS^<loxP/+>マウス)は全く得られなかった。そこでノックインマウスのコンストラクトを詳細に検討したところ、遺伝子の反転により正常CAMPSのmRNAと約1kbに渡り相補な構造を有するmRNAが形成されCAMPS遺伝子の発現が抑制されることが明らかになった。そこでCre-TgとCAMPS^<loxP/+>マウスを交配し、全身性にCAMPSを破壊したマウス胎児を用いて表現型の解析をしたところ、胎生13.5日以降ではCre-Tg+,CAMPS^<loxP/+>は全く存在せず、少なくとも胎生13.5日以前に致死的な変化が生じていることが推測された。この結果からCAMPSが胎児期の個体発生において極めて重要な役割を果たしていることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Miki, T.: "Mouse model of Prinzmetal angina by disruption of the inward rectifier Kir6.1."Nature Medicine. 8・5. 466-472 (2002)
• [文献書誌] Zhang, Y.: "Identification, Tissue Expression, and Functional Characterization of Otx3, a Novel Member of the Otx Family"J. Biol. Chem.. 277・31. 28065-28069 (2002)
• [文献書誌] Miki, T.: "ATP-sensitive potassium channels participate in glucose uptake in skeletal muscle and adipose tissue"Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab.. 283・6. E1178-E1184 (2002)
• [文献書誌] Zingman, L.V.: "Kir6.2 is required for adaptation to stress., 13278-13283"Proc. Natl. Acad. Sci. USA.. 99・20. 13278-13283 (2002)
• [文献書誌] Suzuki, M.: "Cardioprotective effect of diazoxide is mediated by activation of sarcolemmal but not mitochondrial ATP-sensitive potassium channels in mice"Circulation. 107・5. 682-685
• [文献書誌] 三木 隆司, 南 幸太郎, 清野 進: "脳におけるグルコース感知とK_<ATP>チャネル。 p.177-182. 分子糖尿病学の進歩-基礎から臨床まで-2002-"金原出版. 200 (2002)