2021 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanisms of secretory granule maturation by lipid analysis
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17K11973
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
加藤 治 (勝俣治) 日本大学, 松戸歯学部, 准教授 (70349968)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 唾液腺 / 分泌顆粒 / 成熟機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
膵臓β細胞の機能不全による１型糖尿病は小児期から発症するため，早期の遺伝子治療の適応が望まれる。膵臓の代償臓器として外分泌腺である唾液腺があげられるが，唾液分泌機構に関して未だ不明な点が多い。本研究では発現させたインスリンをどのように分泌顆粒に搭載し，濃縮させるかを最終目的とし，分泌顆粒の成熟機構の解明に焦点を当てている。分泌顆粒は生成後，数時間のうち顆粒同士が癒合し，大きくなり，さらに小胞輸送により膜タンパク質組成が変化する。その際，顆粒内容物はどのように維持されるかを解明することで，濃縮機構の基盤となることが期待される。今回注目したプロカテプシンB (ProCB)はリソソームの酵素であるカテプシンBの前駆体である。リソソーム輸送シグナルとしてマンノース６リン酸がゴルジ体で糖付加されると，耳下腺では分泌顆粒を経由し，リソソームへ輸送することが報告されている。分泌顆粒を精製すると顆粒内容物からProCBを検出した。しかも糖付加型でなかった。この結果はリソソーム輸送シグナルがないProCBが顆粒に残留していたことを示しており，分泌顆粒の貯留に関する輸送シグナルの必要性は低いと言えた。
さらにProCBを指標に新規生成顆粒の分泌応答を検討した。主な消化酵素であるアミラーゼで少量の新規生成顆粒の分泌を検討するためには細胞の破壊による漏出と区別がつかない。ところが，ProCBは速やかにリソソームへ輸送され，多くは成熟型となっているため，ProCBの検討することにより新規生成顆粒の分泌能が検討できる。検討の結果，刺激依存的にProCBのみが分泌され，形態的にも耳下腺腺房細胞から消失していた。この結果は膜のリモデリング前の新規生成顆粒であってもすでに分泌能を有していることを示唆している。耳下腺分泌顆粒はシンプルな成熟機構を有しており，膵臓の代償臓器となる可能性が十分あると期待された。
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