２相性インスリン極性分泌機構とその破綻による糖尿病発症

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膵β細胞からの毛細血管方向へのインスリン極性分泌メカニズムの解明に向けて、毛細血管側のβ細胞膜領域に局在しているセプチン重合体による極性分泌についての研究を進めた。セプチン重合体の必須分子であるセプチン7遺伝子の膵β細胞特異的ノックアウトマウスを用いた昨年度の研究により、セプチン重合体はグルコース刺激下での第２相インスリン分泌で観察される Newcomer顆粒（グルコース刺激開始以降に細胞膜へ輸送され，細胞膜へのdockingがほとんど観察できずに細胞膜と融合するインスリン顆粒）からのインスリン開口分泌を選択的に促進させることが明らかとなった。今年度はこのセプチン重合体によるnewcomer顆粒開口分泌調節の分子メカニズムについて研究を行った。セプチン7免疫沈降試料質量分析解析の結果、シャペロン蛋白質Hsc70が見出されたため、リコンビナントタンパクによるpull-down実験や免疫沈降実験を進めたところ、Hsc70は膵β細胞内でセプチン7と直接結合していることが示唆された。また、開口分泌マシナリー関連タンパクとの相互作用を免疫沈降実験により調べたところ、Hsc70は細胞膜SNARE蛋白質であるSNAP-25と相互作用していることがわかった。さらにHsc70遺伝子をknockdownさせた膵β細胞ではセプチン7遺伝子ノックアウトβ細胞と同様にNewcomer顆粒開口分泌が選択的に低下していることを全反射蛍光（TIRF）顕微鏡解析により明らかにした。以上の結果より、毛細血管側のβ細胞膜領域に局在しているセプチン重合体はHsc70-SNAP-25を介してnewcomer顆粒による第２相インスリン極性分泌を調節している可能性が示唆された。