ペプチドホルモンの分泌顆粒形成と分解機構（分泌顆粒の生涯）の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K08078
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 五味 浩司 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (90293240)
• 研究分担者: 安井 禎 日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (70434107)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 内分泌細胞 / 分泌顆粒 / トランスゴルジネットワーク / ペプチドホルモン / フォグリン / セクレトグラニン / 活性アミン産生細胞 / 遺伝子欠損マウス

研究実績の概要

1. 膵β細胞特異的フォグリン遺伝子欠損マウス(PhbKO)において、電子顕微鏡観察による膵β細胞の形態解析結果を総括した。PhbKOでは、①加齢性にインスリン顆粒の減少を認め、②顆粒内に見られるホルモン結晶以外の構造物の出現頻度においては差がなかったが、低電子密度凝集顆粒が減少していた。③リソソームとリポコンドリアの加齢性増加を認めたが、遺伝子間での数的変化はなかった。④中性糖検出反応により、リソソームのサイズと密度の増加を認めた。以上の結果は、先行研究が報告している全身性フォグリン欠損マウスにおける極めて顕著な膵β細胞の形態異常とは大きく異なり、全身性か膵β細胞特異的かで欠損効果が異なるものとして注目される（発表準備中）。
2. セクレトグラニン3（Sg3）は内分泌細胞におけるペプチドホルモンの選別輸送において、プロホルモン凝集体を分泌顆粒内へ輸送する機能を持つ分子であり、従来より、ウサギポリクローナル抗体が用いられてきたため、共発現分子の解析に制約があった。そこで、免疫組織化学的解析により有効なツールを得ることを目的として、新規マウスモノクローナル抗体を作成した。得られたクローンにおいて、野生型マウス組織で検出された陽性シグナルがSg3遺伝子欠損マウスの組織では陰性であることが確認でき、本モノクローナル抗体の有用性が期待できる。
3. Sg3がペプチドホルモン産生細胞の他に、神経、副腎などにおいて活性アミン産生細胞で発現していることを明らかにしている。副腎において、アドレナリン生合成酵素であるフェニルエタノールアミン-N-メチルトランスフェラーゼ（PNMT）との二重染色により、PNMT弱陽性細胞でのSg3が強い発現を認めたことから、ノルアドレナリン細胞での優位な発現が明らかとなった。一方、ソマトスタチンおよびVIPといったホルモン産生細胞との共発現は認められなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Culture in 10% O2 enhances the production of active hormones in neuro-endocrine cells by up-regulating the expression of processing enzymes. (2019)
  • 著者名/発表者名: Eri Sato, Yoshinori Maeda, Yui Sato, Airi Hinata, Hiroshi Gomi, Daisuke Koga, Seiji Torii, Tsuyoshi Watanabe, Masahiro Hosaka.
  • 雑誌名: Biochemical Journal 巻: 476(5) ページ: 827-842
  • DOI: 10.1042/BCJ20180832
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The pseudophosphatase phogrin enables glucose-stimulated insulin signaling in pancreatic β cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Seiji Torii, Chisato Kubota, Naoya Saito, Ayumi Kawano, Ni Hou, Masaki Kobayashi, Ryoko Torii, Masahiro Hosaka, Tadahiro Kitamura, Toshiyuki Takeuchi, Hiroshi Gomi.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 293(16) ページ: 5920-5933
  • DOI: 10.1074/jbc.RA117.000301
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impaired processing of prohormones in secretogranin III-null mice causes maladaptation to an inadequate diet and stress. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Maeda, Saki Kudo, Ken Tsushima, Eri Sato, Chisato Kubota, Aika Kayamori, Hiroki Bochimoto, Daisuke Koga, Seiji Torii, Hiroshi Gomi, Tsuyoshi Watanabe, Masahiro Hosaka.
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 159(2) ページ: 1213-1227
  • DOI: 10.1210/en.2017-00636
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 分泌顆粒蛋白質フォグリンによるインスリン分泌とシグナルの連結機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 久保田知里、齊藤直也、河野あゆみ、竹内利行、小林雅樹、北村忠弘、穂坂正博、五味浩司、鳥居征司
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
• [学会発表] イヌ涙腺における糖質ならびに免疫組織化学的解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 安井禎、五味浩司
  • 学会等名: 第161回日本獣医学会学術集会
• [学会発表] イヌ口腔腺におけるRabおよびSNAREタンパク質の発現解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 五味浩司、大澤裕美、宇野理恵、安井禎、鳥居征司、穂坂正博、月瀬東
  • 学会等名: 第161回日本獣医学会学術集会
• [備考] 日本大学大学院獣医学研究科獣医学専攻
  • URL: http://www.brs.nihon-u.ac.jp/education/graduate_schools/veterinary_medicine/vm.html