糖尿病発症に関与する膵β細胞イオンチャネルの分子生物学的研究

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研究代表者は、膵β細胞に発現しインスリン分泌に重要な役割を有すると考えられる、以下のイオンチャネルの構造決定とインスリン非依存型糖尿病(NIDDM)患者における遺伝子変異の検索を行った。1.電位依存性カルシウムチャネル(VDCC)脾β細胞におけるVDCCの機能発現にはα1とβサブユニットが必要であるので、脾β細胞に強く発現する遺伝子(α_<ID>とβ_3)の構造を決定した。α_<ID>遺伝子は49個のエクソンから、β_3遺伝子は13個のエクソンから構成されている。PCR-SSCP法でα_<ID>遺伝子の各エクソンを検索することにより、いくつかのアミノ酸変異を伴わない遺伝子多型性とともに、エクソン1においてメチオニン残基が挿入される症例や、エクソン42においてグルタミン酸残基が欠失される症例を認めた。このエクソン1の変異は、NIDDM患者918例中2例、正常対照者336例中0例、またエクソン42の変異は、NIDDM患者918例中3例、正常対照者336例中1例に認め、NIDDM患者と正常対照者で頻度に有意の差を認めなかった。2.カリウムチャネル多くの細胞で発現するカリウムチャネルをクローニングし、電気生理学的手法を用いて内向き整流型であることを示した。またこのカリウムチャネルに相同性を示すクローン(BIR)が同定され、スルフォニルウレア受容体とcomplexを作り、ATP感受性カリウムチャネルを構成することが示されたので、このBIRの遺伝子多型を検索した。その結果、23番目のアミノ酸がグルタミン酸、337番目のアミノ酸がイソロイシンであるalleleと、それぞれリジン、バリンであるalleleの2種類のalleleが存在することを明らかにした。これらのallele頻度はNIDDM患者と正常対照者で有意の差を認めなかった。