血糖値に応答してインスリン遺伝子の転写を行う膵島β細胞特異的転写因子MafAの生化学的機構の解明

阐明 MafA 的生化机制，MafA 是一种胰岛 β 细胞特异性转录因子，可根据血糖水平转录胰岛素基因

基本信息

批准号：
04F04189
负责人：
片岡浩介
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04189/
关键词：
転写制御因子インスリン遺伝子発現シグナル伝達

项目摘要

インスリンは血糖値を保つために必要不可欠なペプチドホルモンであり、その制御システムの破綻は糖尿病を引き起こす。インスリン遺伝子の発現は膵臓ランゲルハンス島のβ細胞に特異的で、かつグルコース濃度依存的であり、bZip型転写因子MafAがこれを担う重要な因子である。本研究は、MafAの活性の制御機構を分子生物学的・生化学的手法を用いて解析することにより、これまで未解決であったインスリン遺伝子のグルコースによる発現調節を解明することを目的とする。前年度までに、膵島β細胞由来細胞株におけるMafAタンパク質の翻訳後修飾とその意義を解析した。本年度はさらに詳細な解析を継続して行い、膵島β細胞でのインスリン遺伝子発現のグルコース応答におけるMafAの役割を分子レベルであきらかにすることができた(投稿準備中)。また、その研究の途上で、MafAタンパク質が機能を発揮するために必要なコファクターの存在を発見し、同定することに成功した。すなわち、MafAタンパク質はホモ2量体としてDNAに結合して遺伝子発現の制御を行っていると考えられてきたが、β細胞内では別の転写制御因子とヘテロ2量体を形成していることを発見した。さらにこの因子の実体を、候補と考えられる転写因子に対する特異抗体を各種用いて検討することにより同定した。この因子のcDNAを入手し、そのDominant Negative型変異体を作製して膵島β細胞株に導入したり、その発現をsiRNA法により抑制したりすることによる機能阻害実験を行ったところ、この因子がインスリン遺伝子プロモーターの活性制御において重要な役割を担っていることをあきらかにすることができた(投稿準備中)。以上の結果は、インスリン遺伝子発現制御や膵島β細胞の発生・分化における未知の制御機構が存在することを明確に示すものであり、今後、MafAおよびこの因子が、血糖値の維持や糖尿病の発症にどのように関わっているのかをより詳細に追究する必要がある。

胰岛素是维持血糖水平的必需肽激素，其控制系统的失败会导致糖尿病。胰岛素基因的表达是特异于兰格汉胰岛的β细胞，并且是葡萄糖浓度依赖性的，而BZIP-type转录因子MAFA MAFA是负责此的重要因素。这项研究旨在通过分析使用分子生物学和生化技术来控制MAFA活性的机制，从而通过葡萄糖来阐明胰岛素基因的先前未解决的表达调节。直到上一年，分析了MAFA蛋白在胰岛β细胞衍生的细胞系中的翻译后修饰及其显着性。今年继续进行了更详细的分析，并且在分子水平上揭示了MAFA在胰岛β细胞中胰岛素基因表达的葡萄糖反应中的作用（以准备发布）。此外，在这项研究过程中，我们发现并成功地发现了MAFA蛋白起作用所必需的辅助因子。换句话说，人们认为MAFA蛋白与DNA作为调节基因表达的同型二聚体结合，但发现它与Beta细胞中的另一个转录调节剂形成异二聚体。此外，通过检查针对被认为是候选的转录因子的各种特定抗体来鉴定该因子的实质。当我们获得该因子的cDNA时，我们通过产生主要的负型突变体，将其引入胰岛β细胞系，并通过siRNA方法抑制其表达，进行了功能抑制实验，我们能够揭示该因素在控制胰岛素Gene Gene Gene Gene促进者的活性中起着重要的作用。以上结果清楚地表明，胰岛素基因表达的调节以及胰岛β细胞的发展和分化有未知的调节机制，将来有必要更详细地研究MAFA和该因素如何与血糖水平保持如何维持血糖水平和糖尿病。