Molecular mechanism involved in regulation of ABCA1 expression and lipotoxicity in pancreatic beta cells

糖尿病の病因として膵脂肪毒性が注目されている。膵β細胞にコレステロールが蓄積することによって誘発される脂肪毒性は、膵臓β細胞におけるインスリン分泌障害の一因となるが、このプロセスの詳細なメカニズムは不明なままであり、本研究にてABCA1発現に着目して実験を進めた。結果として、酸化LDL（OxLDL）を膵β細胞株であるINS-1細胞に添加するとインスリン含有量が減少し、PDX-1発現が低下し、グルコース刺激インスリン分泌（GSIS）が低下することが分かった。これらの影響は、HDLの添加によって解除された。 またOxLDL受容体とコレステロール含有量はOxLDLによって増加し、コレステロールトランスポーターであるABCA1について検討を行うと、OxLDLはABCA1の発現と転写を用量依存的および時間依存的に抑制した。MEKの特異的阻害剤であるPD98059は、ABCA1転写およびMEK/ERKの活性化に対するoxLDLの効果を解除させた。次に、クロマチン免疫沈降アッセイ(ChIP)を行ったところ、肝臓X受容体（LXR）がABCA1プロモーター領域に結合することができ、この結合はOxLDLによって阻害されることが示された。さらに、OxLDLは核内LXR発現を減少させたが、この変化はHDLによって解除された。LXRで増加したABCA1転写は、OxLDLによって抑制され、LXR結合部位を変異させることによってその効果がキャンセルされた。以上のように、今回の研究により、OxLDLがMEK/ERK/LXR経路によるABCA1発現をdown regulateし、INS-1細胞にコレステロールを蓄積させ、GSISの障害に関与することが示された。

糖尿病の病因として膵脂肪毒性が注目されている。膵β細胞にコレステロールが蓄積することによって誘発される脂肪毒性は、膵臓β細胞におけるインスリン分泌障害の一因となるが、このプロセスの詳細なメカニズムは不明なままであり、本研究にてABCA1発現に着目して実験を進めた。結果として、酸化LDL（OxLDL）を膵β細胞株であるINS-1細胞に添加するとインスリン含有量が減少し、PDX-1発現が低下し、グルコース刺激インスリン分泌（GSIS）が低下することが分かった。これらの影響は、HDLの添加によって解除された。 またOxLDL受容体とコレステロール含有量はOxLDLによって増加し、コレステロールトランスポーターであるABCA1について検討を行うと、OxLDLはABCA1の発現と転写を用量依存的および時間依存的に抑制した。MEKの特異的阻害剤であるPD98059は、ABCA1転写およびMEK/ERKの活性化に対するoxLDLの効果を解除させた。次に、クロマチン免疫沈降アッセイ(ChIP)を行ったところ、肝臓X受容体（LXR）がABCA1プロモーター領域に結合することができ、この結合はOxLDLによって阻害されることが示された。さらに、OxLDLは核内LXR発現を減少させたが、この変化はHDLによって解除された。LXRで増加したABCA1転写は、OxLDLによって抑制され、LXR結合部位を変異させることによってその効果がキャンセルされた。以上のように、今回の研究により、OxLDLがMEK/ERK/LXR経路によるABCA1発現をdown regulateし、INS-1細胞にコレステロールを蓄積させ、GSISの障害に関与することが示された。