脂肪細胞を利用したインスリン分泌機構の再構成

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14657043
• 研究機関: 杏林大学
• 研究代表者: 永松 信哉 杏林大学, 医学部, 教授 (80231489)
• 研究分担者: 石田 均 杏林大学, 医学部, 教授 (80212893) ; 片平 宏 杏林大学, 医学部, 助手 (20327472) ; 今泉 美佳 杏林大学, 医学部, 助手 (40201941)
• キーワード: 脂肪細胞 / 再生医療 / インスリン / アデノウィルス / GLUT4 / GFP

研究概要

再生医療は再生現象の中でも特に幹細胞の増殖と分化が注目されており、再生治療は幹細胞を増殖させ、機能不全の臓器に移植する細胞移植治療が中心となっている。実際、肝幹細胞移植、骨髄移植などは臨床応用も可能となってきているが、糖尿病における膵ラ氏島移植に関しては必ずしも容易な状況にはない。なぜなら膵内分泌細胞の分化は、非常に複雑であり、細胞を何代か継代すると増殖が止まってしまうなど、まだまだ問題点が山積しているのが現状である。そこで、私達は、従来の視点を変え、脂肪細胞の内分泌細胞としての機能に注目し、脂肪細胞をβ細胞の代用として利用し、簡便に行える糖尿病遺伝子治療法を確立することとした。すなわち、インスリン遺伝子を脂肪細胞に導入し、インスリンが調節性GLUT顆粒に選択的に輸送されれば、その結果としてインスリン依存性に調節性インスリン分泌がおこることをも試みたわけである。ヒトインスリン遺伝子にgreen fluorescent protein(GFP)を融合した発現ベクターを作製、更にこれをアデノウィルスに組み込んだ。このアデノウィルスを3T3L1細胞を脂肪細胞へ分化した細胞にinfectionするとインスリンGFPがGLUT4小胞に特異的に輸送されることが共焦点レーザー顕微鏡を用いた実験から明らかとなった。更に、このインスリン含有GLUT4は、外部からのインスリン刺激に応じて細胞膜に調節性に輸送されることも共焦点レーザー顕微鏡を用いた画像解析法によっても確認された。この様に、脂肪細胞にインスリン遺伝子を組み込むことにより脂肪細胞をβ細胞の代用として使える可能性が強く示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Taraska J.W., Nagamatsu S.: "Secretory granules are recaptured largely intact after stimulated exocytosis in cultured endocrine cells"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 100. 2070-2075 (2003)
• [文献書誌] Nakamichi Y., Ohara-Imaizumi M., Ishida H., Nagamatsu S.: "An Insulin-related peptide expressed in response to exogenous insulin, which augments the insulin-stimulated glucose uptake"J.Cell Sci.. 116. 73-79 (2003)
• [文献書誌] Ohara-Imaizumi M., Nakamichi Y., Nishiwaki C., Nagamatsu S.: "Transduction of MIN6 β cell with TAT-Syntaxin SNARE Motif Inhibits Insulin Exocytosis in Biphasic Insulin Release in a Distinct Mechanism Analyzed by Evanescent Wave Microscopy"J.Biol.Chem.. 277. 50805-50811 (2002)
• [文献書誌] Ohara-Imaizumi M., Nagamtatsu S.(他4名): "Monitoring of exocytosis and endocytosis of insulin secretory granules in the pancreatic β cell line MIN6 using pH-sensitive green fluorescent protein (pHluorin) and confocal laser microscopy"Biochem.J.. 363. 73-80 (2002)
• [文献書誌] Ohara-Imaizumi, Nagamatsu S.(他3名): "Imaging exocytosis of single insulin secretory granules with evanescent wave microscopy"J.Biol.Chem.. 77. 3805-3808 (2002)
• [文献書誌] Hara K., Nagamatsu S., (他13名): "Maturity-onset diabetes of the young resulting from a novel mutation in the HNF-4alpha gene"Intern Med.. 41. 848-852 (2002)
• [文献書誌] Watanabe K., Nagamatsu S.(他5名): "Helicobactor pylori and acetylsalicylic acid synergistically accelerate via Fas antigen pathway in rabbit gastric epithelial cells"Dig.Dis.Sci.. 47. 809-817 (2002)
• [文献書誌] Yamada K., Nagamatsu S.(他5名): "Decreased marble burying behavior in female mice lacking neuromedin-B receptor (NMB-R) implies the involvement of NMB/NMB-R in 5-HT neuron function"Brain Res.. 942. 71-78 (2002)
• [文献書誌] Abe N., Nagamatsu S.(他7名): "Pancreatic endocrine function and glucose transporter (GLUT)-2 expression in rat acute pancreatits"Pancreas. 25. 149-153 (2002)
• [文献書誌] Shiokawa S., Nagamatsu S.(他8名): "Small guanosine triphospatase RhoA and Rho-associated kinase as regulators of trophoblast migration"J.Clin Endocrinol Metab.. 87. 5808-5816 (2002)
• [文献書誌] 永松信哉, 今泉美佳: "インスリン開口放出機構とSNARE蛋白質"日本臨床. 60. 213-218 (2002)
• [文献書誌] 今泉美佳, 永松信哉: "インスリン開口放出の可視化(ミニレビュー)"生化学. 75. 49-54 (2003)
• [文献書誌] 永松信哉: "糖尿病学2002"診断と治療社 編者 岡 芳知. 13 (2002)