収縮筋細胞における糖輸送担体GLUT4の分子挙動解析

收缩肌细胞中糖转运蛋白 GLUT4 的分子行为分析

• 批准号: 19037003
• 负责人: 神崎 展
• 金额: $ 3.33万
• 依托单位: Tohoku 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19037003/
• 关键词: ナノ蛍光粒子; 単一分子観察; インスリン; 筋細胞; GLUT4; 小胞輸送; 筋収縮; 顕微鏡

筋肉の主要なエネルギー源であるグルコースの取り込みに関わるGLUT4が、筋収縮活動やインスリンの刺激によってどのような分子挙動制御を受けるかについて、収縮能力を獲得した培養筋細胞と蛍光ナノ粒子(Qdot)を用いて1分子レベルで解析することを目的としている。【計画】Qdotで標識可能なGLUT4分子(myc-GLUT4-ECFP)を恒常発現するマウスC2C12筋芽細胞を作製し、人為的な電気パルス刺激により収縮能力(サルコメア構造)を発達させることにより、本研究に最適化した条件を確立する。さらに、サルコメア構造の発達(有無)によりGLUT4分子挙動制御がどのように変化するのか調べることを目的とした。【実績】サルコメア構造の発達した収縮型培養筋細胞を作製し、GLUT4分子をQdotにて特異的に標識することに成功した。独自に構築した共焦点顕微鏡を用いてGLUT4分子挙動を解析したところ、刺激のない状態ではGLUT4は何らかの機構により停留されており挙動が著しく制限されていた。一方、インスリンの刺激は、この停留機構を解除することにより、より活発に挙動できる分子群の総数を有意に増加させることが明らかとなった。この停留-解除の強度は、サルコメア構造の発達構築とともに変動することが観察されていることから、アクチン細胞骨格系の規則的な構築体がGLUT4の挙動制御に関与していることが示唆された。【まとめ】生体筋では解析が難しかったGLUT4分子の挙動解析を、独自に開発した高度発達型の培養筋細胞を利用することによりはじめて可能した。筋構造の発達によりGLUT4の分子(およびGLUT4小胞)の挙動制御は大きく変化することが明らかとなった。

Brawn の main な エ ネ ル ギ ー source で あ る グ ル コ ー ス の take り 込 み に masato わ る GLUT4 が や, jin 収 shrinkage activity イ ン ス リ ン の stimulus に よ っ て ど の よ う な the dynamic system of imperial を 挙 molecular け る か に つ い て, 収 shrinkage ability を し た grow muscle cells と 蛍 light ナ ノ particles (Qdot) を い て 1 molecular レ ベ ル で parsing す る こ と を Objective: と て て る る. [plan] Qdot で identify potential な GLUT4 molecules (myc - GLUT4 - ECFP) を constant 発 now す る マ ウ ス C2C12 muscle を bud cells of し, artificial な electric 気 パ ル ス stimulus に よ り 収 shrinkage ability (サ ル コ メ ア structure) を 発 da さ せ る こ と に よ り, this study に optimization し を た conditions established す る. さ ら に, サ ル コ メ ア tectonic の 発 amounted to (have) に よ り GLUT4 molecular dynamic suppression 挙 が ど の よ う に variations change す る の か adjustable べ る こ と を purpose と し た. Grade 】 【 be サ ル コ メ ア tectonic の 発 da し た 収 reduced scale cultivation し the muscle cell を cropping, GLUT4 molecular を Qdot に て specific に logo す る こ と に successful し た. Alone に build し た total focus 顕 micromirror を with い て GLUT4 molecular dynamic を 挙 し た と こ ろ, stimulating の な い state で は GLUT4 は what ら か の institutions に よ り stay さ れ て お り 挙 が with around し limitations く さ れ て い た. Side, イ ン ス リ ン の stimulation は, こ の stay institutions を remove す る こ と に よ り, よ り live 発 に 挙 dynamic で き る molecular group of の 総 number を intentionally に raised plus さ せ る こ と が Ming ら か と な っ た. こ の stay - remove の は strength, サ ル コ メ ア tectonic の 発 of constructing と と も に - move す る こ と が 観 examine さ れ て い る こ と か ら, ア ク チ ン な build body cells bone is の rules が GLUT4 の 挙 dynamic suppression に masato and し て い る こ と が in stopping さ れ た. 【 ま と め 】 raw body muscle で は parsing が difficult し か っ た GLUT4 molecular の 挙 dynamic analytic を, alone に 発 し た highly 発 type of の を culture muscle cells using す る こ と に よ り は じ め て may し た. Steel structure の 発 da に よ り GLUT4 の molecules (お よ び GLUT4 vesicular) の 挙 dynamic suppression は big き く variations change す る こ と が Ming ら か と な っ た.

项目成果

高度発達型培養筋細胞の作製技術とその糖尿病研究への利用

生产高度发达的培养肌肉细胞的技术及其在糖尿病研究中的应用

• 发表时间: 2007
• 作者: Oki Y;Koike H;Iijima M;et. al.;根建拓・藤田英明・神崎展
• 通讯作者: 根建拓・藤田英明・神崎展

Accelerated de novo sarcomere assembly by electric pulse stimulation in C2C12 myotubes

• DOI: 10.1016/j.yexcr.2007.03.002
• 发表时间: 2007-05-15
• 期刊: EXPERIMENTAL CELL RESEARCH
• 影响因子: 3.7
• 作者: Fujita, Hideaki;Nedachi, Taku;Kanzaki, Makoto
• 通讯作者: Kanzaki, Makoto

筋収縮運動に応答して発現変動する分泌タンパク質とその受容体、それをコードする遺伝子、ならびにそれらを用いたスクリーニング方法

表达随肌肉收缩而变化的分泌蛋白、它们的受体、编码它们的基因以及使用它们的筛选方法

• 发表时间: 2007

Ambient glucose levels qualify the potency of insulin myogenic actions by regulating SIRT1 and FoxO3a in C2C12 myocytes

• DOI: 10.1152/ajpendo.00640.2007
• 发表时间: 2008-04-01
• 期刊: AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-ENDOCRINOLOGY AND METABOLISM
• 影响因子: 5.1
• 作者: Nedachi, Taku;Kadotani, Akito;Kanzaki, Makoto
• 通讯作者: Kanzaki, Makoto

生細胞内におけるGLUT4分子動態ナノイメージングとインスリン作用機構

活细胞中GLUT4分子动力学和胰岛素作用机制的纳米成像

• 发表时间: 2007
• 作者: 藤田英明;ら
• 通讯作者: ら