プロテオーム解析によるインスリン感受性調節機構の解明と新規治療ターゲットの発見

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2種類の独立したエピトープタグと特異的なTEVプロテアーゼ切断配列をflag tag、TEV、myc tagの順番に配置したMEFタグをN末端に取り付けた30種類の蛋白をコードするcDNAを発現するアデノウイルスを作成し、肝臓に発現させ、新規蛋白質をプロテオーム解析により検討した。AMPKに結合する蛋白質としてGSK3βが同定された事に着目した。まず第一に、AMPK活性化剤であるAICRAを腹腔内投与し、肝臓のGSK3βのリン酸化を検討した結果、AMPKの活性化に伴い、GSK3βのリン酸化が亢進していた。次に、糖新生律速酵素PEPCKのプロモーター上のCRE領域に焦点をあて、CREに結合するCREBとそのコアクチベーターであるTORC2の転写活性をGAL4-UASシステムを用いて調べた。AMPKの活性化、GSK3βの阻害により、CREBの転写活性が抑制され、AMPKの活性化でTORC2の転写活性が抑制された。HepG2細胞にAICAR刺激によるAMPK活性化に伴い、CREBの129番目のセリンのリン酸化は、時間依存的に減退していき、反比例して、GSK3βのリン酸化が亢進していた。AICAR刺激によるCREBとCBPとの結合を調べた結果、AICAR刺激により、CREBとCBPとの結合が減弱していた。以上の結果から、AMPKを活性化させるとGSK3βがリン酸化により不活性化され、CREBの129番目のセリンのリン酸化が抑制される事で、CREBとCBPとの結合が弱まり、糖新生律速酵素PEPCKの転写が抑制されている事が証明された。本研究成果は、糖尿病第一選択薬であるAMPK活性化剤ビグアナイド薬の糖新生抑制機構の詳細な機序を明らかにしただけでなく、AMPKによるGSK3βのリン酸化制御という新しいシグナルを証明し、他分野にも影響を与える成果となった。