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2013 年度 実施状況報告書

膵β細胞における第2相インスリン分泌制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25860756
研究種目

若手研究(B)

研究機関杏林大学

研究代表者

青柳 共太  杏林大学, 医学部, 助教 (50453527)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード開口放出 / 2相性インスリン分泌 / 膵β細胞
研究概要

膵β細胞をグルコースで刺激すると刺激直後に観察される一過的で急峻な第1相インスリン分泌とそれに続く持続的な第2相インスリン分泌が観察される。第1相分泌の分子機構は先行研究などにより徐々に明らかになりつつある一方、第2相分泌の分子機構はほとんど解明されていない。従って血糖上昇に応じて膵β細胞からインスリンがどのように分泌されるのか明らかにするためには第2相分泌の分子機構の解明が重要な課題となっている。本研究は第2相分泌との関連が示唆されているタンパク質として、インスリン顆粒を運ぶモータータンパク質であるMyosinVaと小胞局在タンパク質であるVAMP7に着目し、それぞれの遺伝子変異動物を用いた機能解析を行うことで第2相分泌の分子機構を明らかにすることを目的とした。MyosinVaのタンパク量が1/100程度になる自然発生変異マウス(dnマウス)とMyosinVa遺伝子を欠失した自然発生変異ラット(DOPラット)から膵島を単離し、グルコース刺激依存的なインスリン分泌について検討した。dnマウス膵島ではインスリン分泌の若干の減少が観察された。またDOPラット膵島ではインスリン分泌の有意な減少が観察された。申請者の先行研究によりAkt阻害剤で膵島を処理すると第2相分泌が選択的に増強されることが明らかになっている。そこでdnマウス膵島およびDOPラット膵島におけるAkt阻害剤処理の影響を観察した。するとdnマウス膵島およびDOPラット膵島においてもAkt阻害剤処理による第2相分泌の亢進が認められた。これらの結果より、MyosinVaは第2相分泌選択的な制御には関与していないと結論した。一方、VAMP7遺伝子欠失膵β細胞では第2相分泌選択的なインスリン分泌の減少が観察された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

膵β細胞特異的なVAMP7遺伝子欠失膵島をグルコース溶液灌流刺激し、インスリン分泌を経時的に観察したところ、第2相分泌選択的な減少が観察されたことから、第2相分泌を選択的に制御するタンパク質としてVAMP7を見いだすことに成功した。

今後の研究の推進方策

免疫染色および生化学的な細胞成分分画法により膵β細胞におけるVAMP7の局在を明らかにする。またVAMP7欠失膵β細胞に様々な変異を導入したVAMP7を発現させて第2相分泌の回復を観察することにより、VAMP7による第2相分泌の制御機構を明らかにする。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Calmodulin-dependent regulation of neurotransmitter release differes in subsets of neuronal cells2013

    • 著者名/発表者名
      Ando K, Kudo Y, Aoyagi K, Ishikawa R, Igarashi M, Takahashi M
    • 雑誌名

      Brain Res

      巻: 1535 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2013.08.018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Serotonin regulates glucose-stimulated insulin secretion from pancreatic β cells during pregnancy2013

    • 著者名/発表者名
      Ohara-Imaizumi M, Kim H, Yoshida M, Fujiwara T, Aoyagi K, Toyofuku Y, Nakamichi Y, Nishiwaki C, Okamura T, Uchida T, Fujitani Y, Akagawa K, Kakei M, Watada H, German MS, Nagamatsu S
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A

      巻: 110 ページ: 19420-19425

    • DOI

      10.1073/pnas.1310953110

    • 査読あり
  • [学会発表] 膵β細胞からのインスリン分泌におけるNALCN/mNLF-1の役割2013

    • 著者名/発表者名
      青柳共太、今泉美佳、Zhen M、永松信哉
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] Serotonin regulates glucose stimulated insulin secretion from pancreatic β cells during pregnancy2013

    • 著者名/発表者名
      3. Ohara-Imaizumi M, Kim H, Yoshida M, Fujiwara T, Aoyagi K, Toyofuku Y, Nakamichi Y, Nishiwaki C, Okamura T, Uchida T, Fujitani Y, Akagawa K, Kakei M, Watada H, German MS and Nagamatsu S
    • 学会等名
      73th Scientific Session of American Diabetes Association,
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      20130621-20130625
  • [学会発表] Acute inhibition of PI3K-PDK1-Akt pathway potentiates glucose-induced insulin secretion through MyosinVa pathway in pancreatic beta-cells2013

    • 著者名/発表者名
      青柳共太、今泉美佳、西脇知世乃、中道洋子、永松信哉
    • 学会等名
      第65回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20130619-20130621
  • [学会発表] Acute inhibition of PI3K-PDK1-Akt pathway potentiates glucose-induced insulin secretion through myosinVa pathway in pancreatic beta cells2013

    • 著者名/発表者名
      Aoyagi K, Ohara-Imaizumi M, Nagamatsu S
    • 学会等名
      Beta Cell Workshop
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20130423-20130426
  • [図書] Springer Protocols2013

    • 著者名/発表者名
      Ohara-Imaizumi M, Aoyagi K, Nagamatsu S
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      Humana Press

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公開日: 2015-05-28  

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