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本研究は、膵β細胞における"グルコース代謝-細胞膜興奮・分泌"連関分子としてのTRP・Kvチャネルを介した新たなインスリン分泌制御機構を解明し、その細胞生理学的意義(センサー機能)およびシステム生理学的意義(糖代謝調節)を明らかにすることを目的とする。
1. インスリン分泌不全2型糖尿病Goto-Kakizaki(GK)ラットおよび正常WistarラットにおけるKv2.1の発現を免疫組織化学的に検討した結果、GKラットではβ細胞Kv2.1の発現が増大していた。
2. GKラットではβ細胞Kvチャネル電流が増強しており、Kv2.1チャネルブロッカーのGuangxitoxin-1E存在下では、GKラットβ細胞Kvチャネル電流の増強が観察されなかった。
3. Guamgxitoxin-1Eは、GKラットβ細胞におけるグルコース刺激による細胞内Ca^<2+>濃度上昇を増加させ、分離膵島からのグルコース誘発インスリン分泌を促進した。
4. ラットおよびマウスβ細胞に対するTRPチャネルブロッカーの効果を検討した結果、TRPM2チャネルブロッカーがグルコース誘発β細胞内Ca^<2+>濃度上昇を抑制した。
以上の結果から、Kv2.1がβ細胞のグルコースセンシングーインスリン分泌連関の抑制因子として機能しており、2型糖尿病ラットではKv2.1の発現増大によりチャネル電流が亢進していることが明らかになった。さらに、TRPM2がインスリン分泌制御因子として機能している可能性を示した。
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