研究課題
ラットenhancer of split- and hairy-related protein （SHARP)-1 は、 basic helix-loop-helix 型の転写因子である。昨年度、インスリンによる SHARP-1 遺伝子の発現誘導が、phosphoinositide 3-kinase (PI3-K) から分岐した atypical protein kinase C λ 経路と Rac1-Jun N–terminal kinase 経路を介して、SHARP-1 遺伝子の転写を促進することを報告した。また、この転写促進には新規タンパク質の合成が必要であることを明らかにした。今年度は、インスリンによる SHARP-1 の転写促進機構と、SHARP-1 の標的遺伝子の解析を行った。まず、インスリンが SHARP-1 遺伝子のプロモーター活性を上昇させるかどうかを調べるために、SHARP-1 遺伝子の転写開始点上流 1.5 kb までの領域を含むルシフェラーゼリポータープラスミドを H4IIE 細胞にトランスフェクションした。インスリンの存在下・非存在下でのルシフェラーゼ活性を比較したところ、インスリンはプロモーター活性に影響しなかった。したがって、この領域には、インスリン応答性エレメントは存在しないと結論した。次に、SHARP-1 の標的遺伝子を解析するために、SHARP-1 を強発現した条件下で、各酵素遺伝子のプロモーター活性を比較した。SHARP-1 は糖新生系酵素である phosphoenolpyruvate carboxykinase （PEPCK） 遺伝子のプロモーター活性を特異的に低下させた。以上より、インスリンにより誘導された SHARP-1 が PEPCK 遺伝子の転写を抑制することにより、生体内での血糖低下に関与する可能性が示された。
2: おおむね順調に進展している
インスリンによる SHARP-1 遺伝子の発現誘導機構は解析が終了し論文としてアクセプトされた。糖尿病ラットおよびインスリン投与した糖尿病ラットでの SHARPs 遺伝子の発現の継時的変化については、ほぼ解析できた。フルクトースによる SHARP 遺伝子 family の発現誘導には、インスリンが必要であることが明らかにできている。メカニズムは、初代培養肝細胞の系を用いて検討中である。血糖低下に関わる 5'-AMP-activate protein kinase (AMPK) の活性化剤といわれている 5-aminoimidazole-4-carboxamide-β-D-ribofuranoside (AICAR) が AMPK非依存的な経路で作用する事実を得ることができた。SHARP-1 および SHARP-2 を発現するアデノウイルスは、どういうわけか大量培養が困難である可能性が出てきた。
SHARP-1 遺伝子の転写開始点上流 1.5 kb よりも上流の DNA 断片を利子フェラーゼリポータープラスミドに挿入して、インスリンによる転写促進に関与するエレメントを検索する。初代培養肝細胞を用いて、フルクトースによる SHARPs 遺伝子発現誘導の分子メカニズムを解析する。各種シグナル伝達経路の阻害剤を用いて、フルクトースの作用にどの経 路が関与しているかを同定する。AICAR による SHARP-2 遺伝子の発現誘導のシグナル伝達経路の同定を行う。
必要な予算はすべて消化できたので、次年度に回すこととした。繰越金は、消耗品購入に充てる。
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すべて 雑誌論文 (2件) (うち謝辞記載あり 2件、 査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)
New Food Industry
巻: 56 ページ: 57-65
Horm. Metab. Res.
巻: 46 ページ: 397-403
10.1055/s-0033-1363981.
http://www.matsumoto-u.ac.jp/teacher_hp/yamada/
