遺伝子欠損マウスを用いたFK506結合蛋白資の生理機能の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14770057
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 野口 直哉 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (20333792)
• Keywords: FK506結合蛋白質 / 遺伝子欠損マウス / 膵β細胞 / インスリン分泌 / サイクリックADPリボース / 細胞内カルシウム / 耐糖能異常

Research Abstract

膵β細胞におけるインスリン分泌機構に関して、我々は「サイクリックADPリボース情報伝達系」という新たな概念を提唱してきた。これはブドウ糖刺激時に膵β細胞でサイクリックADPリボース(cADPR)が生成され、これが小胞体からのCa^<2+>放出を起こしてインスリン分泌を誘導するというものである。近年我々は、cADPRが小胞体上に局在しているFK506結合蛋白質(FKBP12.6)に結合して細胞内Ca^<2+>プールである小胞体からのCa^<2+>放出を起こすことをin vitroの実験系で明らかにし、これまで不明であったFKBP12.6の機能の一端を示した。本研究ではFKBP12.6の遺伝子欠損マウスを作製し、同分子の生理機能を主としてインスリン分泌の観点から解明することを目的としている。
平成15年度は当初の計画通り以下の手順で研究を遂行した。
前年度に作製したFKBP12.6欠損マウスが、腹腔内ブドウ糖投与による糖負荷試験で野生型マウスに比べ血漿インスリン値が低く耐糖能異常を示したことを受けて、FKBP12.6欠損マウス、野生型マウスそれぞれより膵ランゲルハンス島を単離し、ブドウ糖刺激によるインスリン分泌を測定した。
非刺激時の基礎インスリン分泌は両群間に差はみられなかったが、ブドウ糖刺激時のFKBP12.6欠損ランゲルハンス島からのインスリン分泌は野生型の半分以下にまで低下していた。一方、細胞外からのCa^<2+>流入を介してインスリン分泌を誘導する塩化カリウムやスルホニルウレア剤による刺激では、両群間のインスリン分泌に差は認められなかった。
以上より、FKBP12.6はブドウ糖刺激によるインスリン分泌において生理的に重要であり、その欠損によるブドウ糖刺激時のインスリン分泌の低下は、cADPRによる細胞内Ca^<2+>放出の異常によると考えられた。

Research Products

• [Publications] 野口 直哉: "FK506結合蛋白質欠損マウスのグルコース刺激によるインスリン分泌の低下"糖尿病. 46 Suppl. 1. S-193 (2003)
• [Publications] 野口 直哉: "Cyclic ADP-riboseによる小胞体からのCa^<2+>放出機構:FK506結合蛋白質の関与"Diabetes Frontier. (In press). (2004)
• [Publications] Shin Takasawa: "Reg (Regenerating Gene) Expression by Poly(ADP-ribose) Polymerase (PARP) and NFkappaB"生化学. 75・8. 688 (2003)
• [Publications] Shoko Kawaguchi: "Differentiation of Mouse Fetal Hepatocytes into insulin-producing Cells by Nicotinamide"生化学. 75・8. 847 (2003)
• [Publications] 高沢 伸: "Reg蛋白質-Reg受容体系の細胞増殖シグナル"生化学. 75・12. 1573 (2003)
• [Publications] 岡本 宏: "膵β細胞の死から再生へ:Reg-Reg受容体情報伝達系による再生医学"糖尿病. 46 Suppl. 1. S-21 (2003)
• [Publications] 中川 圭: "Reg-Reg受容体系による膵β細胞の再生増殖とapoptosis HGF遺伝子の活性化によるapoptosisの防止"Diabetes Frontier. 14. 108-109 (2003)
• [Publications] Hiroshi Okamoto: "Beta-Cell Regeneration by Reg Protein : Experiments with Reg Knockout and Transgenic Mice"Diabetologia. 46 Suppl. 2. A29-A30 (2003)
• [Publications] Hiroshi Okamoto: "The Mechanism of Beta-Cell Regeneration by Reg Protein : Experiments with Reg Knockout Mouse Islets"Diabetes. 52 Suppl. 1. A362 (2003)
• [Publications] 川口 晶子: "マウス胎児肝におけるインスリン遺伝子IとIIの発現"Diabetes Frontier. (In press). (2004)
• [Publications] Shin Takasawa: "Cyclin D1 Activaion through ATF-2 in Reg-induced Pancreatic Beta-Cell Regeneration"Diabetes. 53(In press). (2004)
• [Publications] 高沢 伸: "Reg蛋白質による細胞周期活性化機構"糖尿病. 47(In press). (2004)
• [Publications] 川口 晶子: "マウス胎児肝におけるインスリン遺伝子IとIIの発現"糖尿病. 47(In press). (2004)