インスリン分泌顆粒開口放出の時空間的制御機構の可視化解析

点击翻译按钮获取中文摘要

インスリン分泌顆粒開口放出機構解明のため、インスリン分泌顆粒開口放出関連因子Rab27a、またはそのエフェクター分子Granuphilinを欠損したマウスの膵β細胞を2種類の顕微鏡を用いて比較解析した。1.全反射蛍光顕微鏡を用いて蛍光インスリンの開口放出を記録した。野生型β細胞では高グルコース刺激直後から分泌顆粒の細胞膜への移行に伴う開口放出があった。Rab27a欠損では高グルコース刺激に応答する開口放出の減少が主に細胞膜へ移行してくる分泌顆粒で起こることを示した。同時に、少ないながらも刺激前から細胞膜に結合している分泌顆粒からの開口放出の減少もあった。逆に、Granuphilinの欠損では、細胞膜へ移行してきた分泌顆粒からの開口放出が増加した。Rab27a/Granuphilinダブルノックアウトマウスでは上記2マウスの両方の表現型を示した。2.電子顕微鏡像を解析し、細胞膜からの距離毎にインスリン分泌顆粒数を算出した。Granuphilin欠損β細胞では細胞膜に結合している分泌顆粒が全く見られなかった。Rab27a欠損β細胞では細胞膜からの距離250-350nm付近に位置する分泌顆粒数が顕著に減少していた。ダブルノックアウトβ細胞では両方の表現型が表れた。以上のことから、Granuphilinによる分泌顆粒の細胞膜への結合は開口放出に必要不可欠なステップではなく、むしろ一時的な開口放出抑制を生むメカニズムであることを示した。またRab27aとGranuphilinタンパク質は生体内で複合体を形成する一方、インスリン顆粒エクソサイトーシスの過程で、それぞれが相互作用せず機能するステップが存在することが示唆された。