カルシウム/カルモジュリンによる膵B細胞死の機序の解明と制御

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13671183
• Research Institution: OITA MEDICAL UNIVERSITY
• Principal Investigator: 仁木 一郎 大分医科大学, 医学部, 教授 (10262908)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 千田 隆夫 藤田保健衛生大学, 医学部, 教授 (10187875)
• Keywords: 2型糖尿病 / カルモジュリン / トランスジェニックマウス / アポトーシス / インスリン / 膵B細胞 / スルホニル尿素 / NO

Research Abstract

本申請研究では、膵B細胞特異的カルモジュリン過剰発現トランスジェニックマウスを用いて、この動物が糖尿病になる過程において起こる膵B細胞死のメカニズムの解明を試みた。その結果、本トランスジェニックマウスでは、生後の早い時期から膵B細胞にアポトーシスが起きていることを明らかにした。さらに、この変化は抗糖尿病薬であるスルフォニル尿素によって誘発された。すなわち、この薬物がATP感受性カリウムチャネルを閉鎖することによって起きるCa^<2+>流入により、膵B細胞に細胞死が誘導されることが示されたのである。換言すれば、膵B細胞の最も重要な機能であるインスリン分泌にとって中心的なメッセンジャーであるCa^<2+>は、同時に細胞死という最も過酷な運命の担い手ともなりうるのである。研究代表者である仁木は、研究分担者の千田とともにこの膵B細胞死の制御を試み、一酸化窒素(NO)の阻害剤であるL-NAMEによって、このトランスジェニックマウスにおける高血糖の発症が遅れることを明らかにした。しかし、NO合成の阻害による高血糖発症の遅延は部分的にしか起こらず、他の原因の存在が示唆された。膵B細胞特異的カルモジュリン過剰発現マウスでは、膵B細胞死以外にグルコース依存性のインスリン分泌も障害されていることが示され、糖尿病状態によってもたらされる膵B細胞の疲弊を検討するに好適なモデルであると位置づけした。

Research Products

• [Publications] Niwa T, Fukasawa T, Yu W, Nimura Y, Senda T, Ohgawara H, Niki I: "Characterization of secretory and morphological properties of primary cultured endocrine cells from porcine pancreata"Pancreas. 22. 135-140 (2001)
• [Publications] Niwa T, Nimura Y, Niki I: "Lack of effects of incretin hormones on insulin release from pancreatic islets in the bile duct-ligated rats"Am J Physiol. 280. E59-E64 (2001)
• [Publications] Yu W, Niwa T, Miura Y, Hirio F, Teradaira S, Ribar TJ, Means AR, Hasegawa Y, Senda T, Niki, I: "Calmodulin overexpression causes Ca^<2+>-dependent apoptosis of pancreatic beta cells which can be prevented by inhibition of nitric oxide synthase"Lab Invest. 82. 1229-1239 (2002)
• [Publications] Niki I, Senda T: "Regulation of insulin release at pre-exocytotic stages of the secretory machinery. Current Medicinal Chemistry"Current Medicinal Chemistry. 2. 219-231 (2002)
• [Publications] 仁木一郎: "プロテインキナーゼによるインスリン顆粒動態の制御.分子糖尿病学の進歩2002"矢崎義雄監修、門脇 孝春日雅人、清野 進、渥美義仁、編集(金原出版). 16-19 (2002)