2014 Fiscal Year Research-status Report
食品イソチオシアネート化合物によるインスリン様活性の発現機序の解析
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25450161
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
伊藤 芳明 岩手大学, 農学部, 准教授 (50312517)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 糖尿病 / イソチオシアネート / シグナル応答 / 糖新生 / インスリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は糖尿病態緩和効果を見出しているアブラナ科野菜等に含有するイソチオシアネート化合物の１つphenethyl isothiocyanate (PEITC) のインスリン様活性の作用機序の解明を目的としている。今年度は、昨年度明らかにしたPEITC刺激で活性化されるシグナル分子とインスリン様作用との対応、およびPEITC刺激でリン酸化の見られる高分子タンパク質とインスリン様作用との関係について、下記のような内容を検討した。
１．PEITCで誘導されるシグナル分子とインスリン作用との対応
ラット肝臓細胞H4IIEを用いて、PEITC刺激で活性化されるAktやERKについて、それぞれの阻害剤で処理した際のPEITCによる糖新生抑制活性への影響を検討したところ、両シグナルともにPEITCの作用に必須であることが明らかになった。従って、PEITCのインスリン様作用の機序に少なくとも両シグナル系の活性化が関わっていることが明らかとなった。さらに、G6Pase等の遺伝子発現制御に関わるFoxO1の活性制御に寄与するMKP3の動態もPEITC刺激で応答している可能性を見出した。
２．PEITCで誘導されるリン酸化タンパク質について
PEITC刺激によりリン酸化応答が見られる180kDa付近のタンパク質の性状分析として、細胞内局在性を検討したところ、細胞膜画分に存在することが分かった。さらに、既存の同領域に報告のある分子の抗体で解析したところ、EGF familyに関係する分子である可能性を見出した。PEITCの機能性発現への関与については、阻害剤などを用いた解析で検討中である。
以上の結果は、イソチオシアネート化合物はアブラナ科野菜等で摂取する機会の多い化合物であるので、食品やその成分の健康有用性に関する分子的基礎を与える重要な知見となり得る。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度の計画課題としてあげていた、PEITCで活性化されるシグナル分子とそのインスリン様作用との関わりについては、糖新生律速酵素発現の制御やグルコース産生に関する評価結果から、ほぼ明確にできたと言える。これらの知見により、今後、他の食品・食材などに含まれるイソチオシアネート化合物でも同様であるのか否かを検討することが可能となった。一方、高分子領域のチロシンリン酸化タンパク質の関与については、局在性の検討と既存の抗体での検索から、候補となる分子を絞り込むことができ、予備的ながら当該分子がPEITCの作用とも関わっている可能性を示唆する結果も得ている。そうしたことを考え合わせると、イソチオシアネート化合物を素材とした食品機能性の研究として、おおむね計画通りに研究成果が出ていると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
PEITCのインスリン様作用発現に関わることが明らかにできたシグナル分子(AktやERKなど)に関して、食品などに含まれる他のイソチオシアネート化合物でも同様なのか否かを検討し、イソチオシアネート類に共通であるのか、あるいは官能基や構造などで機序に違いがあるのかについて検討する。また、併せて、肝臓以外の他の細胞系や組織での応答についても検討し、応答に組織特異性があるのかを評価する。
高分子領域のチロシンリン酸化タンパク質については、既知の抗体を用いた検索から候補となる分子を絞り込めたことから、当初計画していたMS解析などの手段に依らず、迅速に評価できる道が開けた。そこで阻害剤を用いた作用機序解析などを行い、PEITCのインスリン様作用への当該分子の関与の解析を詳細に進める。併せて、候補となるEGF family分子では、これまでに直接的なインスリン様作用との関わりの報告がないことから、当該分子を活性化する内因性の生理活性物質との比較からPEITCと内因性分子との差違も評価していく。これにより、PEITCの作用機序に対する知見のみならず、内因性分子の新たな生理効果についての知見も明らかにできることが期待できると考えている。
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