インスリン分必顆粒輸送の可視化解析-貯蔵からFusionまで-

胰岛素颗粒运输的可视化分析 - 从储存到融合 -

• 批准号: 16044240
• 负责人: 今泉 美佳
• 金额: $ 3.9万
• 依托单位: Kyorin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16044240/
• 关键词: 細胞・組織; シグナル伝達; 開口放出; 細胞内輸送; 糖尿病; エバネッセント顕微鏡; インスリン; TIRFM; 膵β細胞; インスリン分泌

膵β細胞内insulin顆粒の貯蔵からフュージョンまでの細胞内トラフィックを詳細に研究する手法として,入射角可変式全反射顕微鏡(V-TIRFM)を新規開発し、分泌顆粒の時間空間的動態解析を行った(Proc.SPIE, 2006)。V-TIRFMは従来のTIRF顕微鏡とは異なりエバネッセント場を任意に調節することができるため、カバーガラス上の細胞の形質膜近傍から細胞質内部までの蛍光変化を任意の厚さで高空間分解能で観察可能な顕微鏡である。この新規開発したV-TIRFMを用いて、insulin-GFPを初代培養膵β細胞に発現させることで特異的に標識したinsulin顆粒の貯蔵からフュージョンまでの細胞内動態を観察し、単一顆粒レベルで画像解析した。β細胞内のインスリン顆粒の貯蔵状態を調べたところ,細胞には形質膜上にドッキングしている顆粒のプールと、形質膜より約500nm内部に存在する細胞質内顆粒プールの少なくとも2つの顆粒の貯蔵プールが存在していた。高グルコース刺激下での分泌第1相に相当する刺激後5分以内のinsulin分泌では、前者の形質膜上貯蔵プールよりの顆粒のフュージョンが選択的に観察された。一方,刺激後5分以降のinsulin分泌第2相では、後者の細胞質内貯蔵プールより形質膜に選択的に供給され、非常に短時間(<50ms)dockingした顆粒のフュージョンが観察された。なお、この細胞質内貯蔵プールは細胞骨格系蛋白質、とくにアクチンによって調節されており、その調節分子機構を現在検討している。このように新規V-TIRFMを用いて、2相性insulin分泌を担っている顆粒の細胞内貯蔵プール及びフュージョンまでの細胞内トラフィックの実態を初めて明らかにすることができた。

Cui insulin in the beta cells の storage 蔵 か ら フ ュ ー ジ ョ ン ま で の intracellular ト ラ フ ィ ッ ク を detailed study に す る gimmick と し て, incident Angle can be - type total reflection 顕 micro mirror (V - TIRFM) を new rules open 発 し, secretory granules の time space dynamic analytic line を っ た (Proc. SPIE, 2006). V - TIRFM は 従 to の TIRF 顕 micromirror と は different な り エ バ ネ ッ セ ン ト field を arbitrary に adjust す る こ と が で き る た め, カ バ ー ガ ラ ス の の cells on plasma membrane nearly alongside か ら cytoplasm internal ま で の 蛍 light - the arbitrary を の thick さ で high spatial decomposition can で 観 examine possible な 顕 micromirror で あ る. こ の new rules open 発 し た V - TIRFM を with い て, insulin - GFP を original culture Cui beta cell に 発 now さ せ る こ と で specific に logo し た insulin particles の storage 蔵 か ら フ ュ ー ジ ョ ン ま で の intracellular dynamic を 観 し, 単 a particle レ ベ ル で portrait parsing し た. Beta cells の イ ン ス リ ン grain storage 蔵 の state を べ た と こ ろ, cell に は shape on the plasma membrane に ド ッ キ ン グ し て い る particles の プ ー ル と, plasma membrane よ り exist within the 500 nm に す る particles in the cytoplasm and プ ー ル の less な く と も 2 つ の particles の storage 蔵 プ ー ル が exist し て い た. High グ ル コ ー ス stimuli で の secretory phase 1 に quite す る stimulus within 5 minutes from the の insulin secretion で は on storage, the former の plasma membrane 蔵 プ ー ル よ り の particles の フ ュ ー ジ ョ ン が sentaku of に 観 examine さ れ た. Side, stimulating for 5 minutes after の insulin secretion phase 2 で は cytoplasm storage, the latter の 蔵 プ ー ル よ り form plasma membrane に sentaku に supply さ れ, very に short time (< 50 ms) docking し た particles の フ ュ ー ジ ョ ン が 観 examine さ れ た. The cytoplasm storage な お, こ の 蔵 プ ー ル は cells bone protein, と く に ア ク チ ン に よ っ て adjust さ れ て お り, そ の adjusting molecular mechanism を now beg し 検 て い る. こ の よ う に new rules V - TIRFM を with い insulin secretion を bear っ て, 2 photograph sex て い る particles の intracellular storage 蔵 プ ー ル and び フ ュ ー ジ ョ ン ま で の intracellular ト ラ フ ィ ッ ク の be early state を め て Ming ら か に す る こ と が で き た.

项目成果

The cytokine IL-1 β reduces the docking and fusion of insulin granules in pancreatic β-cells, preferentially decreasting the first phase of exocytosis.

细胞因子 IL-1β 减少胰腺 β 细胞中胰岛素颗粒的对接和融合，优先减少胞吐作用的第一阶段。

• 发表时间: 2004
• 期刊: J.Biol.Chem 279
• 作者: Mica Ohara-Imaizumi et al.

Activators of AMP-activated protein kinase enhance GLUT4 translocation and its glucose transport activity in 3T3-L1 adipocytes

• DOI: 10.1152/ajpendo.00456.2004
• 发表时间: 2005-10-01
• 期刊: AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-ENDOCRINOLOGY AND METABOLISM
• 影响因子: 5.1
• 作者: Yamaguchi, S;Katahira, H;Ishida, H
• 通讯作者: Ishida, H

Rab27a mediates the tight docking of insulin granules onto the plasma membrane during glucose stimulation.

• DOI: 10.1172/jci22955
• 发表时间: 2005-02
• 期刊: The Journal of clinical investigation
• 作者: K. Kasai;M. Ohara-Imaizumi;N. Takahashi;Shin Mizutani;Shengli Zhao;T. Kikuta;H. Kasai;S. Nagamatsu-S.-N

TIRF imaging of docking and fusion of single insulin granule motion in primary rat pancreatic β-cells:: different behaviour of granule motion between normal and Goto-Kakizaki diabetic rat β-cells

• DOI: 10.1042/bj20040434
• 发表时间: 2004-07-01
• 期刊: BIOCHEMICAL JOURNAL
• 影响因子: 4.1
• 作者: Mica, OI;Nishiwaki, C;Nagamatsu, S
• 通讯作者: Nagamatsu, S

Corelation of syntaxin 1 and SNAP-25 clusters with docking and fusion of insulin granules analyzed by total internal reflection microscopy.

通过全内反射显微镜分析突触融合蛋白 1 和 SNAP-25 簇与胰岛素颗粒对接和融合的相关性。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Diabetologia 47
• 作者: Mica Ohara-Imaizumi et al.