ユビキチン-プロテアソーム系のインスリン分泌における役割

プロテアーゼによるタンパク分解系は様々な生体システムに作用しており、正常な生命活動を維持するために必須である。中でもATP依存性タンパク分解経路であるユビキチン-プロテアソーム系は、多くのタンパク質の機能発現や活性調節において重要な役割を有し、その破綻は種々の疾患を引き起こすことが知られている。独自にサブクローン化したインスリン分泌不良なマウス膵β細胞株細胞MIN6-m14細胞では、ユビキチン・プロテアソーム系に関与する複数の遺伝子発現が低下していることに着目して、インスリン分泌に及ぼすユビキチン・プロテアソーム系の影響を検討した。MIN6-m14細胞では正常なインスリン分泌反応を示すMIN6-m9細胞と比較して、ATP依存的なタンパク分解速度が低下していることが判明し、プロテアソーム活性の低下が示唆された。一方、MIN6-m9細胞にプロテアソーム阻害薬であるMG-132またはEpoxomicinを処置するとグルコースによるインスリン分泌反応が選択的に抑制された。ユビキチン-プロテアソームシステムがインスリン分泌のどの段階に影響するのかを特定するために、種々の刺激によるインスリン分泌反応、グルコース利用率、細胞内カルシウム動態を検討したところ、プロテアソーム活性の抑制によってもグルコース代謝には影響がないが、細胞内カルシウム濃度の流入量が低下することを見出した。また、高濃度KClによるインスリン分泌が低下したことから、カルシウムチャネル機能への関与が強く疑われた。エピトープタグを付与したチャネルサブユニットタンパク質を作製して細胞内局在を検討し、プロテアソーム活性の抑制によって局在が変化する可能性を見出した。

プロテアーゼによるタンパク分解系は様々な生体システムに作用しており、正常な生命活動を維持するために必須である。中でもATP依存性タンパク分解経路であるユビキチン-プロテアソーム系は、多くのタンパク質の機能発現や活性調節において重要な役割を有し、その破綻は種々の疾患を引き起こすことが知られている。独自にサブクローン化したインスリン分泌不良なマウス膵β細胞株細胞MIN6-m14細胞では、ユビキチン・プロテアソーム系に関与する複数の遺伝子発現が低下していることに着目して、インスリン分泌に及ぼすユビキチン・プロテアソーム系の影響を検討した。MIN6-m14細胞では正常なインスリン分泌反応を示すMIN6-m9細胞と比較して、ATP依存的なタンパク分解速度が低下していることが判明し、プロテアソーム活性の低下が示唆された。一方、MIN6-m9細胞にプロテアソーム阻害薬であるMG-132またはEpoxomicinを処置するとグルコースによるインスリン分泌反応が選択的に抑制された。ユビキチン-プロテアソームシステムがインスリン分泌のどの段階に影響するのかを特定するために、種々の刺激によるインスリン分泌反応、グルコース利用率、細胞内カルシウム動態を検討したところ、プロテアソーム活性の抑制によってもグルコース代謝には影響がないが、細胞内カルシウム濃度の流入量が低下することを見出した。また、高濃度KClによるインスリン分泌が低下したことから、カルシウムチャネル機能への関与が強く疑われた。エピトープタグを付与したチャネルサブユニットタンパク質を作製して細胞内局在を検討し、プロテアソーム活性の抑制によって局在が変化する可能性を見出した。