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糖毒性・脂肪毒性による分泌顆粒内におけるプロインスリンプロセシング障害の解明

阐明由于糖毒性和脂毒性导致的分泌颗粒内胰岛素原加工障碍

基本信息

批准号：
20K17501
负责人：
飯田雅
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Juntendo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

プロインスリンは膵β細胞分泌顆粒内においてProhormone Convertase 1/3(PC1/3)及び2(PC2)により切断され、C-peptideとインスリンに分かれる。血中プロインスリンの上昇はこれらの酵素機能の障害を示唆し、膵β細胞機能障害を臨床的に評価する指標の一つである。PC1/3とPC2は共に前駆体として生成され、その成熟と酵素活性は共に分泌顆粒内酸性環境とカルシウムに依存するため、酵素機能障害は分泌顆粒内環境の変化を示唆する。本研究は2型糖尿病発症に関与する糖脂肪毒性がプロインスリンプロセシングに及ぼす影響を、PC1/3とPC2の酵素機能障害の観点から明らかにすることを目的とする。C57BL/6マウスから単離した膵島と膵β細胞系腫瘍株であるMIN6細胞に高濃度グルコース及び飽和脂肪酸を負荷し，糖脂肪毒性によるプロインスリンプロセシングの障害を検証した。電子顕微鏡による形態学的検討では、プロインスリンの蓄積を示唆する未成熟分泌顆粒の全顆粒数に対する割合が増加を確認した。分泌顆粒関連タンパクであるPhogrinにGFPを融合させたタンパクを発現するMIN6細胞に対してpH指示薬で標識したところ、糖脂肪毒性による刺激は分泌顆粒内酸性度を低下させた。オルガネラ内の酸性化に重要な役割を果たすV-ATPaseは2つのドメインが結合しその機能を発揮するが、糖脂肪毒性によりこれらのドメインの結合が障害されることを細胞分画法と近接ライゲーションアッセイで確認した。肥満糖尿病モデルマウスであるdb/dbマウスから得られた単離膵島ではプロインスリンタンパクの蓄積を確認した。これらの結果より糖脂肪毒性はV-ATPase機能を障害し分泌顆粒内酸性化を阻害することで、プロセシングエンザイムの酵素機能を低下させ、プロインスリンプロセシングを一部障害することが示唆された。

Prohormone Convertase 1/3(PC1/3) and 2(PC2) are isolated from β-cell secretory granules, and C-peptide is isolated from β-cell secretory granules. The increase of serum concentration indicates the impairment of enzyme function and the clinical evaluation of β-cell dysfunction. PC1/3 and PC2 co-generation, maturation, enzyme activity, co-secretion of granular acid environment, enzyme dysfunction, secretion of granular environment, change The aim of this study is to clarify the role of glucose and fat in the development of type 2 diabetes mellitus. C57BL/6 cells are loaded with high concentrations of glucose and saturated fatty acids, and the toxicity of glucose and fat is demonstrated. Morphological examination by electron microscopy confirmed the increase in the number of immature secretory particles associated with the accumulation of prolactin Secretory Granules Associated with Phogrin GFP Fusion and Expression in MIN6 Cells Response to pH Indicator Markers, Glucose and Fat Toxicity Stimulation and Low Acidity in Secretory Granules V-ATPase is an important enzyme in the process of acidification. It is important for V-ATPase to develop its function in the process of acidification. It is important for V-ATPase to develop its function in the process of acidification. Diabetes mellitus is the most common form of diabetes mellitus. As a result, carbohydrate and fat toxicity can inhibit V-ATPase function, inhibit acidification in secretory granules, and inhibit enzyme function in secretory granules.