インスリン抵抗性とGLUT4トランスロケーションの障害に関する研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22590969
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 代謝学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 神崎 展 東北大学, 大学院・医工学研究科, 准教授 (10272262)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: GLUT4 / 細胞内小胞輸送系 / 骨格筋 / 脂肪細胞 / 細胞内情報伝達系 / Vps10p / イメージング / 肥満

研究概要

インスリン抵抗性病態では、インスリン応答性のGLUT4トランスロケーションが著しく減弱しているが、その病態機序の全貌については未解明である。生化学的およびナノ計測学的な解析により、Vps10p受容体ファミリーに属するSortilinがインスリン応答性GLUT4貯蔵小胞の形成に必須であること、さらにインスリン抵抗性病態ではSortilin減少に伴うGLUT4のソーティング障害が惹起されていることを明らかにした。既知の「シグナル伝達系の減弱」に加えて、「ソーティング障害」に起因したインスリン抵抗性病態の発症機序が存在することを示す新知見である。

研究成果

• [雑誌論文] Regulatory Mode Shift of Tbc1d1 is Requiredfor insulin-responsive GLUT4 TraffickingActivity (2013)
  • 著者名/発表者名: Hatakeyama H, and Kanzaki M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 24(6) ページ: 809-817
  • DOI: DOI:10.1091/mbc.E12-10-0725.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of IL-6 production by electric pulse stimulation in contractile C2C12 myotubes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Farmawati A, Kitajima, Nedachi T, Sato M,Kanzaki M, Nagatomi R.
  • 雑誌名: Endocrine Journal 巻: 60(2) ページ: 137-147
  • URL: http://dx.doi.org/10.1507/endocrj.EJ12-0316
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular basis of insulin-responsive GLUT4 trafficking systems revealed by single molecule imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: Hatakeyama H, and Kanzaki,M
  • 雑誌名: Traffic 巻: 12(12) ページ: 1805-1820
  • DOI: DOI:10.1111/j.1600-0854.2011.01279.x.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonmuscle myosin II induces disassembly of actin stress fibers independently of myosin light chaindephosphorylation (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsui TS, Kaunas R, Kanzaki M.,Sato M.,Deguchi S.
  • 雑誌名: Interface Focus 巻: 1(5) ページ: 754-766
  • DOI: DOI:10.1098/rsfs.2011.0031.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cartee, DG. Clustering ofGLUT4, TUG and RUVBL2 Protein LevelsCorrelate with Myosin Heavy Chain IsoformPattern in Skeletal Muscles, but AS160 andTBC1D1 Levels Do Not (2011)
  • 著者名/発表者名: Castorena, CM., MacKrell, JG., Bogan, JS.,Kanzaki, M.
  • 雑誌名: J. Appl. Physiol 巻: 111(4) ページ: 1106-1117
  • DOI: DOI:10.1152/japplphysiol.00631.2011.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatiotemporally controlled contraction of micropatterned skeletal musclecells on a hydrogel sheet (2011)
  • 著者名/発表者名: Nagamine K, Kawashima T, Sekine S, Ido Y,Takeda M, Otani S, Kumagai Y, Kanzaki, M, Nishizawa, M
  • 雑誌名: Lab on aChip 巻: 11(3) ページ: 513-517
  • DOI: DOI:10.1039/c0lc00364f.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of p120-Catenin in Morphological Changes in Endothelial Cells Exposed to Fluid Shear Stress (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto N., Segawa K., Kanzaki M., Ohashi T., Sato M
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 398(3) ページ: 426-432
  • DOI: DOI:10.1016/j.bbrc.2010.06.092.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrically inducedcontraction of C2C12 myotubes cultured on a porous membrane-based substrate with muscle tissue-like stiffness (2010)
  • 著者名/発表者名: Kaji H., Ishibashi T., Nagamine K., Kanzaki,M., Nishizawa M.
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 31 ページ: 6981-6986
  • DOI: DOI:10.1016/j.biomaterials.2010.05.071.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Palmitate-induced Down-regulation of Sortilin and Impaired GLUT4 Trafficking inC2C12 myoutbues (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya Y., Hatakeyama H., Emoto N.,Wagatsuma F., Matsushita S., Kanzaki M.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem 巻: 285(45) ページ: 34371-34381
  • DOI: DOI:10.1074/jbc.M110.128520.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification ofthree distinct functional sites ofinsulin-mediated GLUT4 Trafficking in Adipocytes using Quantitative Single Molecule Imaging (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujita H, Hatakeyama H, Watanabe TM, SatoM, Higuchi H, Kanzaki M.
  • 雑誌名: Mol Biol Cell 巻: 21(15) ページ: 2721-2731
  • DOI: DOI:10.1091/mbc.E10-01-0029.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Topographic Imaging of Convoluted Live Cells by Scanning IonConductance Microscopy in a Standing Approach Mode (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Y, Murakami Y, Nagamine K,Shiku H, Aoyagi S, Yasukawa T, Kanzaki M, Matsue T.
  • 雑誌名: Phys Chem Chem Phys 巻: 12(34) ページ: 10012-10017
  • DOI: DOI:10.1039/c002607g.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cartee GD. In Vivo ExerciseFollowed by In Vitro Contraction AdditivelyElevates Subsequent Insulin-stimulatedGlucose Transport by Rat Skeletal Muscle (2010)
  • 著者名/発表者名: Funai, K, Schweitzer GG, Castorena CM,Kanzaki, M
  • 雑誌名: Am J Physiol Endocrinol Metab 巻: 298(5) ページ: E999-1010
  • DOI: DOI:10.1152/ajpendo.00758.2009.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micropatterning Contractile C2C12 Myotubes Embedded in a Fibrin Gel (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagamine K, Kawashima T, Ishibashi T., KajiH, Kanzaki M, Nishizawa M.
  • 雑誌名: Biotechnology and Bioengineering 巻: 105(6) ページ: 1161-1167
  • DOI: DOI:10.1002/bit.22636.
  • 査読あり
• [学会発表] Impact of Akt1 and 2 on TBC1D1/D4 in response to glucose in beta-cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Rutti, S., Kaddai, V., Negro, V., Kanzaki,M., Halban, PA., Bouzakri, K.
  • 学会等名: 48^<th> Annual Meeting of the European Association for the Studyof Diabetes. EASD meeting
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 20121001-05
• [学会発表] Characterization of Unique RegulatoryMechanism of Tbc1d1 in GLUT4 Trafficking by Single Molecule Analysis of GLUT4 Behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Hatakeyama, H and Kanzaki, M.
  • 学会等名: 72^<nd> American Diabetes Association Scientific Meeting
  • 発表場所: Pennsylvania Convention Center,Philadelphia, PA, USA
  • 年月日: 20120608-12
• [学会発表] Identification of Novel"Exercise Factors" using ContractileMyotube Model (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki, M.
  • 学会等名: International Symposium on Cellular Mechanobiology
  • 発表場所: Kyoto University Clock Tower Centennial Hall,Kyoto
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Distinct Roles of Two Rab GAPs, AS160/Tbc1d4and Tbc1d1, on Intracellular GLUT4Trafficking Analyzed with Single Molecule Imaging of GLUT4 Behavior (2011)
  • 著者名/発表者名: Hatakeyama, H and Kanzaki, M.
  • 学会等名: 51^<st> American Society for Cell Biology Annual Meeting
  • 発表場所: Denver, CO. USA
  • 年月日: 20111203-07
• [学会発表] Criticalroles of sortilin in GLUT4 trafficking systems and insulin resistant state revealedby single molecule imaging of GLUT4 behavior (2011)
  • 著者名/発表者名: Hatakeyama, H and Kanzaki, M.
  • 学会等名: FASEB Summer Research Conference "Glucose Transporters,Signaling and Diabetes"
  • 発表場所: Snowmass Village, CO. USA
  • 年月日: 20110814-19
• [学会発表] Impaired Biogenesis of theInsulin-responsive GLUT4 Storage Compartment under Insulin Resistance Revealed by Single Molecule Imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: Hatakeyama, H and Kanzaki, M.
  • 学会等名: 71^<st> American Diabetes Association ScientificSessions 2011
  • 発表場所: San Diego, CA. USA
  • 年月日: 20110624-28
• [学会発表] GLUT4のソーティング障害と2型糖尿病 (2011)
  • 著者名/発表者名: 神崎展
  • 学会等名: 第6回トランスポーター研究会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20110611-12
• [備考]
  • URL: https://www.researchgate.net/profile/Makoto_Kanzaki/
• [備考]
  • URL: http://www.ecei.tohoku.ac.jp/kanzaki/index.html
• [産業財産権] Cultured Muscle Cells with High Metabolic Activity and Methods for Production of the Cultured Muscle Cells (2011)
  • 発明者名: Kanzaki, M., Nedachi,T., Fujita, H.
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願US7,829,334 B2
  • 出願年月日: 2011-11-09
• [産業財産権] インスリン反応性糖輸送担体の膜移行活性が測定可能な培養筋細胞 (2011)
  • 発明者名: 神崎展・根建拓
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願第4769935
  • 出願年月日: 2011-07-01