インスリン分泌顆粒細胞内トラフィックのVTIRF解析

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膵β細胞内インスリン顆粒の貯蔵からfusionまでの細胞内トラフィックを明らかにする目的で、VTIRF顕微鏡(evanescent場を任意に調節可能な顕微鏡)を開発し、GFP標識顆粒の時間空間的動態解析を行い、以下の点を明らかにした。(1)インスリン分泌第2相では細胞質内貯蔵プールから形質膜へ直接供給される顆粒(newcomer)のfusionが主に観察される。このnewcomerの細胞内トラフィックについて、(1)細胞質内貯蔵プール(形質膜より約500nm内部)はアクチン細胞骨格により保持されており、緩徐な細胞質内Ca^<2+>上昇が引き金となって顆粒が形質膜へ移行してfusionすること、(2)アディポカインであるアディポネクチンはアディポネクチン受容体を介してnewcomerの細胞内トラフィックを促進的に調節していることを明らかにした。(2) β細胞は膵ラ氏島の中で凝集して存在しており、そのβ細胞同士のコミュニケーションがインスリンのbasal分泌を低下させ、高グルコースによって刺激されるインスリン分泌をより増加させることが知られているが、そのメカニズムは不明であった。私達はEphAとephrinAの両方がB細胞に発現しており、EphA-ephrinAシグナルがインスリン分泌を促進・抑制の両方向に調節していることを見出した。すなわち、EphA forward シグナルは分泌を抑制し、一方、ephrin-A reverse シグナルは分泌を促進する。高グルコース下ではEphA forwardシグナルがdownregulationされたことから、basal分泌ではEphA forward シグナルが優勢となり分泌は抑制方向に、高グルコース下ではephrin-A reverse シグナルが優勢となり分泌は促進方向に調節されることを明らかにした。