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2014 年度 実施状況報告書

骨格筋における刺激応答性糖取り込み誘導の新規メカニズムの解明とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 26440103
研究機関大阪府立大学

研究代表者

佐藤 孝哉  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20251655)

研究分担者 竹中 延之  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20610504)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードインスリン / 骨格筋 / 糖尿病 / 糖取り込み / 細胞内シグナル伝達 / 低分子量GTPアーゼ / グアニンヌクレオチド交換因子 / Rac1
研究実績の概要

本年度は、インスリンがRac1を活性化するメカニズムの詳細について、L6筋芽培養細胞株およびマウス骨格筋を用いて解析を進めた。とくに、蛋白質キナーゼAkt2とグアニンヌクレオチド交換因子FLJ00068の関与について詳細な検討を行った。L6細胞株において、恒常的活性型Akt2あるいは恒常的活性型FLJ00068が誘導する糖輸送担体GLUT4の細胞膜移行は、Rac1のノックダウンにより抑制された。また、恒常的活性型Akt2あるいはホスホイノシチドキナーゼ(PI3K)の恒常的活性型が誘導するGLUT4の細胞膜移行は、FLJ00068のノックダウンにより抑制された。さらに、恒常的活性型PI3Kが誘導するRac1の活性化は、Akt2のノックダウンにより抑制され、恒常的活性型PI3Kあるいは恒常的活性型Akt2が誘導するRac1の活性化は、FLJ00068のノックダウンにより抑制された。以上の結果より、PI3KとAkt2の下流でFLJ00068がRac1を制御している可能性が示唆された。一方、骨格筋特異的rac1ノックアウトマウスを用いて、この可能性を検討した。その結果、PI3K、Akt2、FLJ00068それぞれの恒常的活性型が誘導するGLUT4の細胞膜移行は、骨格筋特異的rac1ノックアウトマウス骨格筋では抑制されていた。さらに、マウス骨格筋においてRac1の活性化を可視化する新規のアッセイ系を確立し、PI3K、Akt2、FLJ00068それぞれの恒常的活性型は、Rac1の活性化を誘導できることを明らかにした。以上の結果より、Rac1は、Akt2の下流において機能していることが強く支持された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

マウス骨格筋においてRac1の活性化を蛍光抗体法を応用して可視化する新規アッセイ系の確立に、当初予想していたより時間を要さなかったことが主要な理由である。

今後の研究の推進方策

マウス骨格筋における新規ノックダウン法をできるだけ早く確立し、仮説を支持するデータを揃えていきたい。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Immunofluorescent detection of the activation of the small GTPase Rac1 in mouse skeletal muscle fibers.2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Takenaka, Yuma Nihata, and Takaya Satoh
    • 雑誌名

      Anal. Biochem.

      巻: 476 ページ: 5-7

    • DOI

      10.1016/j.ab.2014.09.013

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Role of the guanine nucleotide exchange factor in Akt2-mediated plasma membrane translocation of GLUT4 in insulin-stimulated skeletal muscle.2014

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Takenaka, Naoto Yasuda, Yuma Nihata, Tetsuya Hosooka, Tetsuya Noguchi, Atsu Aiba, and Takaya Satoh
    • 雑誌名

      Cell. Signal.

      巻: 26 ページ: 2460-2469

    • DOI

      10.1016/j.cellsig.2014.07.002

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rho GTPases in insulin-stimulated glucose uptake.2014

    • 著者名/発表者名
      Takaya Satoh
    • 雑誌名

      Small GTPases

      巻: 5 ページ: e28102

    • DOI

      10.4161/sgtp.28102

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Molecular mechanisms for the regulation of insulin-stimulated glucose uptake by small guanosine triphosphatases in skeletal muscle and adipocytes.2014

    • 著者名/発表者名
      Takaya Satoh
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 15 ページ: 18677-18692

    • DOI

      10.3390/ijms151018677

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A role of RhoA activation in IGF-I-induced muscular hypertrophy model.2014

    • 著者名/発表者名
      Shuji Ueda, Soichiro Yamada, Yusuke Kirimura, Akiho Kushiya, Minoru Yamanoue, Takaya Satoh, Yasuhito Sirai
    • 学会等名
      The 2014 ASCB/IFCB Meeting
    • 発表場所
      Philadelphia, USA
    • 年月日
      2014-12-07 – 2014-12-07
  • [学会発表] 骨格筋でのインスリン依存性糖取り込みにおけるRac1の活性制御.2014

    • 著者名/発表者名
      竹中延之,新畑有麻,北川花穂,佐藤孝哉
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-25
  • [学会発表] 骨格筋のインスリンシグナル伝達系でRac1調節因子として機能するグアニンヌクレオチド交換因子の解析.2014

    • 著者名/発表者名
      新畑有麻,竹中延之,佐藤孝哉
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      公益財団法人国立京都国際会館(京都市)
    • 年月日
      2014-10-17 – 2014-10-17
  • [学会発表] 骨格筋のインスリン応答性糖取り込みシグナル伝達系においてRac1の下流で機能するRalAの役割.2014

    • 著者名/発表者名
      松田佳子,スミ有希雄,竹中延之,佐藤孝哉
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      公益財団法人国立京都国際会館(京都市)
    • 年月日
      2014-10-17 – 2014-10-17
  • [備考] 大阪府立大学 大学院理学系研究科 生物科学専攻 分子細胞生物学領域 細胞生物学分野

    • URL

      http://www.b.s.osakafu-u.ac.jp/~tsato/index.html

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公開日: 2016-05-27  

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