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私達は、1分子を可視化することが可能である、エヴァネッセントレーザー(TIRF)顕微鏡を膵β細胞系に導入しGFPにて標識したインスリン分泌顆粒が細胞膜とdockingそしてfusionに至る過程を詳細に解析出来るシステムを構築した。このシステムを用いることにより、生きた膵β細胞においてSNARE蛋白質や細胞膜に局在するチャネル蛋白質とのmolecular interaction、clustering、及びそれらと分泌顆粒との機能共関を明らかにでき、生きた細胞を用いたインスリン開口放出の分子機構を解明出来るようになった。本研究では、この画像解析システム法を用いて、インスリン開口放出の分子機構をSNARE及びその由来蛋白質の生理機能とcouplingさせて、生細胞レベルで解明した。更に私達はインスリン顆粒の放出がsyntaxin1Aクラスター部位から起こることを明らかしたが、第一相、第二相における放出とsyntaxin1Aクラスターとの関連は明らかとなっていなかったため、これを明らかにするために、syntaxin1Aノックアウトマウスを作製し、β細胞におけるインスリン顆粒のdocking状態をTIRF、電子顕微鏡を用いて解析し、単一顆粒の動態解析をTIRFを用いて行った。その結果、syntaxin1Aノックアウトマウスの膵β細胞では、インスリン顆粒の細胞膜への結合が、完全に失われており、従って、docked granuleからのfusion、すなわち、第一相のインスリン分泌が欠失していた。この状況は、2型糖尿病で見られる第一相インスリン分泌の欠失と類似しており、syntaxin1AノックアウトマウスにOGTTを施行したところ、耐糖能異常が観察された。
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