インスリン分泌細胞におけるエンドサイトーシス制御機構の解析

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K08891
• 研究機関: 静岡県立大学
• 研究代表者: 木村 俊秀 静岡県立大学, 薬学部, 准教授 (60404373)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 糖尿病 / インスリン / エンドサイトーシス / Gタンパク質 / Rab27a

研究実績の概要

本研究ではARNOに着目し、その新たな結合候補タンパク質との結合特性や役割を解析することでエンドサイトーシスの開始シグナルの解明を目指す。エンドサイトーシスは、インスリン分泌の量とタイミングを決めるために必須であり、その破綻は2型糖尿病の新たな原因となりうる。しかし、これまでの研究ではインスリンを放出するまでの過程を扱い、その後のステップを扱った研究は皆無である。本研究は、申請者が同定したシグナルを解析することで、開口放出後のエンドサイトーシスシグナルの解明を行う。
本年度は、同定したARNO結合タンパク質がインスリン分泌刺激であるグルコースによって活性化されること、活性化されたARNO結合タンパク質が細胞内でその局在を変化させることを明らかにした。本結果は、ARNO結合タンパク質がARNOの上流に位置し、エンドサイトーシスの開始シグナルである可能性を示唆している。
本研究では、ARNOに結合するタンパク質をスクリーニングし、同定したタンパク質とARNOの結合が特異的な直接結合であり、かつ細胞内で複合体を形成していることを明らかにした。また、ARNO結合タンパク質がリン脂質の生成を介してARNOの細胞内動態を制御することが明らかになった。さらに、このシグナルがグルコースによって制御されていることを明らかにした。
本研究成果は、インスリン分泌機構を理解する上で極めて重要であると共に、GDP型Gタンパク質によるシグナリングという意味からも基礎生物学上重要な知見である。

研究成果

• [雑誌論文] Apigenin Alleviates Endoplasmic Reticulum Stress-Mediated Apoptosis in INS-1 β-Cells (2023)
  • 著者名/発表者名: Stella Amarachi Ihim, Yukiko K. Kaneko , Moe Yamamoto, Momoka Yamaguchi, Toshihide Kimura, Tomohisa Ishikawa
  • 雑誌名: Biol. Pharm. Bull. 巻: 46 ページ: 630-635
  • DOI: 10.1248/bpb.b22-00913
  • 査読あり
• [雑誌論文] Harmine suppresses collagen production in hepatic stellate cells by inhibiting DYRK1B (2022)
  • 著者名/発表者名: Momoka Yamaguchi, Saya Ohbayashi, Akira Ooka, Hinako Yamashita, Nanami Motohashi, Yukiko K Kaneko, Toshihide Kimura, Shin-Ya Saito, Tomohisa Ishikawa
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 600 ページ: 136-41
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.02.054.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymmetric dimethylarginine accumulation under hyperglycemia facilitates β-cell apoptosis via inhibiting nitric oxide production (2022)
  • 著者名/発表者名: Yukiko K Kaneko, Ami Morioka, Misaki Sano, Maho Tashiro, Naoya Watanabe, Nahoko Kasahara, Masato Nojiri, Chihiro Ishiwatari, Kentaro Ichinose, Akira Minami, Takashi Suzuki, Momoka Yamaguchi, Toshihide Kimura, Tomohisa Ishikawa
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 637 ページ: 108-16
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.11.011.
  • 査読あり
• [学会発表] GDP型Rab27aが制御するエンドサイトーシス機構の解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 小寺聡史朗、木村俊秀、石川智久
  • 学会等名: 第95回日本生化学会大会
• [学会発表] 膵β細胞におけるGαの機能解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 佐竹良太、木村俊秀、石川智久
  • 学会等名: 第45回日本分子生物学会
• [学会発表] GDP型Rab27aが制御するエンドサイトーシスメカニズムの解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 小寺聡史朗、木村俊秀、石川智久
  • 学会等名: 第45回日本分子生物学会年会
• [備考] 静岡県立大学薬学部薬理学講座
  • URL: https://w3pharm.u-shizuoka-ken.ac.jp/pharmaco/