Insulin sensing mechanism and its role in pancreatic beta-cells

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19093
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
• Research Institution: Osaka Metropolitan University (2022); Osaka Prefecture University (2021)
• Principal Investigator: Harada Naoki 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 准教授 (00529141)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: インスリン / 膵臓β細胞 / 小胞体ストレス / tunicamycin / caspase-12 / 膜電位

Outline of Final Research Achievements

In the present study, we investigated the effects of insulin on endoplasmic reticulum stress in pancreatic β-cells. Insulin inhibited apoptosis induced by endoplasmic reticulum stress inducers such as tunicamycin and thapsipargin in INS-1 pancreatic β-cells. Insulin appeared to be more physiologically important than IGF-1 in suppressing apoptosis in pancreatic β-cells. Insulin suppressed tunicamycin-induced apoptosis without suppressing endoplasmic reticulum stress itself. The inhibitory effect of insulin on apoptosis was suggested to be mediated in part by suppression of mitochondrial membrane potential elevation, but not by reactive oxygen species scavenging. Caspase-12 was involved in the suppression of apoptosis by insulin.

Free Research Field

栄養生化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

膵臓β細胞量の減少に伴うインスリン分泌の減少は、糖尿病の発症や進行につながる。そのため、膵臓β細胞量を調節するメカニズムを理解して応用することが、糖尿病の予防につながる。本研究では、重度の小胞体ストレスによるアポトーシスに対して、インスリンが抑制に重要であること、一般的なアポトーシスと異なって高次に分化した膵β細胞では小胞体ストレスによってミトコンドリア膜電位が上昇し、インスリンによって減少するという学術的に興味深い現象が観察された。これらの結果は、インスリンが筋肉や肝臓、脂肪組織に加えて、膵臓β細胞自身の維持にも生理的に重要な役割をもつことを示すものである。