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膵島から本来起こるインスリン分泌の不足は、糖尿病の主因の一つと考えられている。分泌の最終過程にあたる開口放出、およびその準備段階にあたる分泌顆粒の動員機構に、異常の存在が示唆される。しかし、これまでは単一顆粒の動態や開口放出を定量化する有効な方法論が少なく、それらを調節する分子機構には不明な点が多い。
研究代表者は膵島標本内部でおこる生理的なインスリン開口放出の各中間過程を、2光子励起画像法を用いて定量解析するする手法を近年確立した。この励起法の、同時多重染色性を応用して、顆粒膜と細胞膜同士の融合に関連することが示唆される蛋白質の動態を、実際の膜融合現象に関連付けた解析を推進している。具体的には、細胞膜に発現するSNAP25と顆粒膜に発現するVAMP2をそれぞれGFP変異蛋白で標識し、アデノベクターを介して膵島に発現させる実験系を立ち上げた。そして、膜融合に伴う動態変化の実時間解析を行っている。さらに、膵島以外の他の多くの分泌組織では複合型の開口放出が頻繁に起こっているのに対し、膵島ではその頻度が2%以下に抑えられていることを見出し、その理由の一因として膜性SNARE蛋白質の、顆粒膜への側方拡散が抑制されている事実との相関が想定され、論文報告した。
一方、分泌顆粒の細胞膜への動員に関与すると考えられる低分子量蛋白質:Rab27の欠損マウスを解析する機会を得て論文報告した(共著)。現在さらに、分泌顆粒の動態追跡を単一顆粒レベルで可能とする蛍光標識を推進している。
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