ATP プローブを用いた膵島、骨格筋、心筋細胞内 ATP 濃度リアルタイムモニタリング

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22590977
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 長嶋 一昭 京都大学, 大学院・医学研究科, 講師 (40324628)
• 研究分担者: 今村 博臣 京都大学, 生命科学研究科, 特定准教授 (20422545)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: エネルギー / 糖質代謝異常 / ATP / K_ATP チャネル / 糖尿病

研究概要

蛍光エネルギー移動(FRET)を利用した新規蛍光 ATP プローブを用いて各種刺激下での膵β細胞内 ATP 濃度変化を測定し、Fura2-AM を併用した細胞内 Ca2+濃度同時測定の系を構築し生理学的条件下での膵β細胞内イオン濃度変化を測定した。さらに、ATeam 遺伝子を導入した蛍光 ATP プローブ遺伝子導入(Tg)マウスを作成し、その単離膵β細胞で ATeam が機能し、細胞内 ATP 濃度に応じて FRET 反応を示すことを確認し、同マウス単離膵島を用いた解析を推進中である。

研究成果

• [雑誌論文] Tanaka D, Nagashima K, Sasaki M, Funakoshi S, Kondo Y, Yasuda K, Koizumi A, Inagaki N. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka D, Nagashima K, Sasaki M, Funakoshi S, Kondo Y, Yasuda K, Koizumi A, Inagaki N.
  • 雑誌名: Mol. Genet. Metab 巻: 109 ページ: 112-117
  • DOI: doi:10.1016/j.ymgme.2013.02.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of reactive oxygen species ameliorates metabolism-secretion coupling in islets of diabetic GK rats by suppressing lactate overproduction (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasaki M, Fujimoto S, Sato Y, Nishi Y, Mukai E, Yamano G, Sato H, Tahara Y, Ogura K, Nagashima K, Inagaki N
  • 雑誌名: Diabetes 巻: 62 ページ: 1996-2003
  • DOI: doi:10.2337/db12-0903
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcriptional factor regulatory factor X 6 (Rfx6) increases gastric inhibitory polypeptide (GIP) expression in enteroendocrine K-cells and is involved in GIP hypersecretion in high-fat diet-induced obesity (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki K, Harada N, Yamane S, Nakamura Y, Sasaki K, Nasteska D, Joo E, Shibue K, Harada T, Hamasaki A, Toyoda K, Nagashima K, Inagaki N
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 288 ページ: 1929-1938
  • DOI: doi:10.1074/jbc.M112.423137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatiotemporal correlations between cytosolic and mitochondrial Ca^<2+>signals using a novel red-shifted mitochondrial targeted cameleon (2012)
  • 著者名/発表者名: Waldeck-Weiermair M, Alam MR, Khan MJ, Deak AT, Vishnu N, Karsten F, Imamura H, Graier WF, Malli R
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7 ページ: e45917
  • DOI: doi:10.1371/journal.pone.0045917
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hatsugai N, Koldenkova VP, Imamura H, Noji H, Nagai T (2012)
  • 著者名/発表者名: Hatsugai N, Koldenkova VP, Imamura H, Noji H, Nagai T
  • 雑誌名: Plant. Cell Physiol 巻: 53 ページ: 1768-1775
  • DOI: doi:10.1093/pcp/pcs119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessing the actual contribution of IF1, an inhibitor of mitochondrial FoF1, to ATP homeostasis, cell growth, mitochondrial morphology and cell viability (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujikawa M, Imamura H, Nakamura J, Yoshida M
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287 ページ: 18781-18787
  • DOI: doi:10.1074/jbc.M112.345793
  • 査読あり
• [雑誌論文] Principal role of the arginine finger in rotary catalysis of F1-ATPase (2012)
  • 著者名/発表者名: Komoriya Y, Ariga T, Iino R, Imamura H, Okuno D, Noji H
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 287 ページ: 15134-15142
  • DOI: doi:10.1074/jbc.M111.328153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization and measurement of ATP levels in living cells replicating hepatitis C virus genome RNA (2012)
  • 著者名/発表者名: Ando T, Imamura H, Suzuki R, Aizaki H, Watanabe T, Wakita T, Suzuki T
  • 雑誌名: PLoS Pathog 巻: 8 ページ: e1002561
  • DOI: doi:10.1371/journal.ppat.1002561
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of ATP sensor protein in Caenorhabditis elegans (2012)
  • 著者名/発表者名: Kishikawa J, Fujikawa M, Imamura H, Yasuda K, Noji H, Ishii N, Mitani S, Yokoyama K
  • 雑誌名: Microsc.Res. Tech 巻: 75 ページ: 15-19
  • DOI: doi:10.1002/jemt.21103
  • 査読あり
• [雑誌論文] GCKR mutations in Japanese families with clustered type 2 diabetes (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka D, Nagashima K, Sasaki M, Yamada C, Funakoshi S, Akitomo K, Takenaka K, Harada K, Koizumi A, M, Inagaki N
  • 雑誌名: Mol. Genet. Metab 巻: 102 ページ: 453-460
  • DOI: doi:10.1016/j.ymgme.2010.12.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative Glucose and ATP Sensing in Mammalian Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Liemburg-Apers DC, Imamura H, Forkink M, Nooteboom M, Swarts HG, Brock R, Smeitink JA, Willems PH, Koopman WJ
  • 雑誌名: Pharm. Res 巻: 8 ページ: 2745-2757
  • DOI: doi:10.1007/s11095-011-0492-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] The leucine zipper EF hand-containing transmembrane protein 1 (LETM1) and uncoupling proteins-2 and 3 (UCP2/3) contribute to two distinct mitochondrial Ca2+uptake pathways (2011)
  • 著者名/発表者名: Waldeck-Weiermair M, Jean-Quartier C, Rost R, Khan MJ, Vishnu N, Bondarenko AI, Imamura H, Malli R, Graier WF
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 286 ページ: 28444-28455
  • DOI: doi:10.1074/jbc.M111.244517
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca^<2+>regulation of mitochondrial ATP synthesis visualized at single cell level (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakano M, Imamura H, Nagai T, Noji H
  • 雑誌名: ACS Chem. Biol 巻: 6 ページ: 709-715
  • DOI: doi:10.1021/cb100313n
  • 査読あり
• [学会発表] Genetic and functional analyses of KATP channel gene mutations in patients with neonatal diabetes in Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagashima K, Yorifuji T, Tanaka D, Inagaki N
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京(船堀)
  • 年月日: 20130327-29
• [学会発表] Molecular analyses of Japanese patients with neonatal diabetes (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagashima K, Yorifuji T, Sasaki M, Tanaka D, Ogura K, Sato H, Tahara Y, Yamano G, Sato Y, Sugizaki K, Ogura M, Inagaki N
  • 学会等名: 9th International Diabetes Federation Western Pacific Region Congress/ 4th Scientific Meeting of the Asian Association for the Study of Diabetes
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20121124-27
• [学会発表] 日本人新生児糖尿病の発症頻度、発症原因遺伝子および遺伝子変異部位による薬効変化に関する検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長嶋一昭、佐々木真弓、田中大祐、稲垣暢也
  • 学会等名: 第55回日本糖尿病学会総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20120517-19
• [学会発表] 蛍光プローブを用いた膵 β細胞内 ATP および Ca^<2+>濃度同時測定の試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 長嶋一昭、今村博臣、田中 喬、田中大祐、稲垣暢也
  • 学会等名: 第55回日本糖尿病学会総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20120517-19
• [学会発表] Functional analysis of KCNJ11 mutation in neonatal diabetes (2011)
  • 著者名/発表者名: Nagashima K, Tohru Yorifuji T, Sasaki M, Tanaka D, Inagaki N
  • 学会等名: 3th Asian Association for the Study ofDiabetes (AASD)
  • 発表場所: 北京(中国)
  • 年月日: 20110722-24
• [学会発表] Distribution and dynamics of ATP level inside living cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Imamura H
  • 学会等名: 1st NIBB-PrincetonSymposium
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] ATP 結合タンパク質を利用した細胞内 ATP の可視化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 今村博臣
  • 学会等名: 酵素工学研究会第65回講演会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-04-22
• [学会発表] Imaging of intracellular ATP: Looking into cells through ATP (2010)
  • 著者名/発表者名: Imamura H
  • 学会等名: NIG Symposium 2010 "New Frontiers in Genetics"
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2010-04-09
• [図書] 食後高血糖の病態から各経口薬の特徴と併用療法の実際をみる (2013)
  • 著者名/発表者名: 長嶋一昭、稲垣暢也
  • 出版者: Life Style Medicine(in press)
• [図書] 細胞内 ATPの分布とダイナミクス、その制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 今村博臣、安東友美、藤川誠
  • 総ページ数: 20-23
  • 出版者: 生物物理
• [図書] スルホニル尿素薬. 糖尿病の分子標的と治療薬辞典 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長嶋一昭、稲垣暢也
  • 総ページ数: 246-249
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 新生児糖尿病の病態・診断・治療. 最新臨床糖尿病学(下) (2012)
  • 著者名/発表者名: 長嶋一昭、稲垣暢也
  • 総ページ数: 38-42
  • 出版者: 日本臨床社
• [図書] SU 薬と速効型インスリン分泌促進薬(グリニド)-薬剤構造から薬理特性および薬効を考える-.糖尿病治療薬のサイエンス (2012)
  • 著者名/発表者名: 長嶋一昭、稲垣暢也
  • 総ページ数: 28-37
  • 出版者: 南山堂
• [図書] 新生児糖尿病. International Review of Diabetes (2012)
  • 著者名/発表者名: 長嶋一昭、稲垣暢也
  • 総ページ数: 35-39
  • 出版者: メディカルレビュー社
• [図書] SU 薬と速効型インスリン分泌促進薬. 糖尿病学イラストレイテッド (2012)
  • 著者名/発表者名: 長嶋一昭、稲垣暢也
  • 総ページ数: 244-249
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 糖尿病とイオンチャネル. 細胞 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長嶋一昭、稲垣暢也
  • 総ページ数: 420-423
  • 出版者: ニューサイエンス社
• [図書] 長嶋一昭、稲垣暢也 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長嶋一昭、稲垣暢也
  • 総ページ数: 58-64
  • 出版者: 医学出版
• [図書] インスリン分泌における KATP チャネルの役割. 糖尿病ナビゲーター(第2版) (2010)
  • 著者名/発表者名: 長嶋一昭、稲垣暢也
  • 総ページ数: 46-47
  • 出版者: メディカルレビュー社
• [図書] 蛍光イメージングによる細胞内および細胞外 ATP の可視化. 生化学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 今村博臣
  • 総ページ数: 425-437
  • 出版者: 日本生化学会
• [図書] 稲垣暢也. SU 薬とインクレチン関連薬併用による低血糖. 経口糖尿病治療薬の新展開-病態プロファイルと最適薬剤選択の決め手
  • 著者名/発表者名: 長嶋一昭、稲垣暢也
  • 出版者: フジメディカル出版