グルタミン酸とGABAによる膵ランゲルハンス氏島の血糖調節制御の分子機構

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15390026
• Research Institution: OKAYAMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 森山 芳則 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (10150658)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大塚 正人 岡山大学, 自然生命科学研究支援センター, 助手 (30243489) ; 山田 浩司 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 講師 (80325092)
• Keywords: β細胞 / α細胞 / ランゲルハンス氏島 / 小胞型GABAトランスポーター / 糖尿病 / グルタミン酸 / GABA / 小胞型グルタミン酸トランスポーター

Research Abstract

小胞型グルタミン酸トランスポーター(vesicular glutamate transporter, VGLUT)と小胞型GABAトランスポーター(vesicular GABA transporter, VGAT)はそれぞれ、グルタミン酸とGABAによる化学伝達の必須因子である。このtransportersは中枢のシナプス小胞だけでなく、膵臓ランゲルハンス氏島における分泌顆粒に局在しており、それぞれグルタミン酸とGABAの小胞内濃縮を司っている。本研究はVGLUTとVGATの構造と機能を解明することを通じて、ラ氏島におけるこれらのアミノ酸の血糖制御における意義を確定することを目的とした。計画した実験は全て成功裏に終わり、一部は成功裏に研究展開している。以下要旨を記す。
(1)VGLUT2のトポロジーを解明した。Cytoplasm側ならびにLumen側に対する特異抗体を用いる方法で行った。関連論文はBiol Pharm Bullに発表した。
(2)精製VGLUTをリポソームに組み込みin vitroでのVGLUT輸送測定系を確立した。これを用いてVGLUTの輸送に必要な必須アミノ酸残基を決定した。さらに、輸送機能は維持しているがターゲッティングに変化がある変異体を複数同定した(Juge et al.,投稿中)。
(3)同様の方法をVGATに応用できた。現在、VGATの輸送に必要な必須アミノ酸残基を決定しつつある。
(4)VGLUT1 KO miceは膵臓のラ氏島におけるVGLUT1を欠損していることを確認した。このmiceはラ氏島におけるグルタミン酸シグナル伝達系が低下していると考えられる。現在このmiceが高グルカゴン血症になるかどうか解析中である。
(5)小腸のL細胞におけるグルタミン酸シグナル伝達系を解析した。L細胞のGLP-1含有分泌顆粒にVGLUT2が発現している。L細胞は高グルコース刺激によりグルタミン酸とGLP-1を共分泌する。グルタミン酸シグナリングはgastropancreointestinal tractに共通するホルモン制御系である。J.Neurocnemに発表した。
(6)ラ氏島のグルタミン酸およびGABAシグナリングに関する一連の受容体を同定した。Diabetesの3報報告した。

Research Products

• [Journal Article] Vesicular storage and secretion of L-glutamate from glucagon-like peptide 1-secreting clonal intestinal L cells. (2006)
  • Author(s): Uehara, S., Jung, S.K., Morimoto, R., Arioka, S., Miyaji, T., Juge, N., Hiasa, M., Shimizu, K., Ishimura, A., Otsuka, M., Yamamoto, A., Maechler, P., Moriyama, Y.
  • Journal Title: J.Neurochem. 96 Pages: 550-560
• [Journal Article] Identification of essential amino acid residues of the NorM Na^+/multidrug antiporter in Vibrio parahaemolyticus. (2005)
  • Author(s): Otsuka, M., Yasuda, M., Morita, Y., Otsuka, C., Tsuchiya, T., Omote, H., Moriyama, Y.
  • Journal Title: J.Bacteriol. 187 Pages: 1552-1558
  • Description: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [Journal Article] A human transpoter protein that mediates the final excretion step toxic organic cations. (2005)
  • Author(s): Otsuka, M., Matsumoto, T., Morimoto, R., Arioka, S., Omote, H., Moriyama, Y.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 102 Pages: 17923-17928
• [Journal Article] Proteolipid of vacuolar H^+-ATPase of Plasmodium falciparum : cDNA cloning, gene organization and complementation of a yeast null mutant. (2005)
  • Author(s): Yatsushiro, S., Taniguchi, S., Mitamura, T., Omote, H., Moriyama, Y.
  • Journal Title: Biochim.Biophy.Acta 1717 Pages: 89-96