GLUT4小胞のインスリン・カルシウム依存性膜融合を促進する新規蛋白の同定と解析

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神経シナプスにおける開放放出は、v-、t-両SNARE蛋白のカルシウム依存性重合に始まる膜融合反応である。脂肪細胞におけるGLUT4小胞の膜融合も同様であると考えられている。ところが、シナプス末端にはカルシウムセンサーとなる蛋白が多数存在するのに対して、脂肪細胞ではカルシウムセンサーとなる蛋白はまだ同定されていない。そこで、我々はSNARE関連蛋白のDOC2に注目し、脂肪細胞での糖輸送における役割について検討した。ノーザンプロット法を用いて脂肪細胞に発現するDOC2のアイソフォームを検討した結果、DOC2bのみが発現していることを確認した。GFP-DOC2bを3T3-L1脂肪細胞に発現させ、インスリン刺激するとDOC2bは細胞質内から細胞膜へトランスロケーションした。このトランスロケーションは、膜透過性カルシウムキレート剤により抑制された。一方、Wortmanninを加えても抑制は認められなかった。以上より、DOC2bはカルシウム依存性、PI3キナーゼ非依存性にトランスロケーションしていると考えられた。またアデノウイルスベクターを用いてDOC2bを過剰発現すると、インスリン依存性に糖取り込みが促進された。一方RNAiでDOC2bをノックダウンするとインスリン依存性の糖取り込みが抑制されることから、DOC2bはインスリン依存性の糖取り込みを促進することがわかった。更に、DOC2bをノックダウンすると、GLUT4小胞の細胞膜へのtranslocationは障害されないが、細胞膜との融合が阻害されることを見いだしている。DOC2bはカルシウム依存性に細胞膜にトランスロケーションし、GLUT4小胞の細胞膜への融合を促進することによりインスリンによる糖の取り込みを促進する。DOC2bの糖代謝に関する個体での役割を解析するため、DOC2bノックアウトマウスの解析に着手した。