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

胰岛素分泌颗粒胞吐作用时空控制机制的可视化分析

• 批准号: 19790161
• 负责人: 河西 和雄
• 金额: $ 2.4万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-19790161/
• 关键词: インスリン; 分泌顆粒; 開口放出; 全反射蛍光顕微鏡; Rab27a; Granuphilin; ノックアウトマウス

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。

The mechanism of secretory granule opening release was analyzed by comparing two kinds of microscopes. 1. Total reflection optical micromirrors are used for optical emission. Wild-type beta cells are stimulated to secrete granules directly, and the migration of cell membranes is accompanied by the release of openings. Rab 27a is deficient in high levels of cellular stimulation, and decreases in cellular membrane migration and secretion. At the same time, there is a decrease in the release of secretory granules from the cell membrane before stimulation In the reverse direction, the loss of Granuphilin increases the migration of cell membranes and the release of secretory granules Rab27a/Granuphilin 2. The electron microscopic image is analyzed and the number of secretory particles is calculated according to the distance between the cell membrane and the secretory particles. Granuphilin is deficient in β-cells, and the secretory granules are all present. Rab 27a is deficient in β-cells and the number of secretory granules decreases when the cell membrane is located at a distance of 250-350nm. The phenotype of β-cells is expressed in reverse order. The combination of the above mentioned granules and the secretion of granules in the cell membrane is necessary to inhibit the release of granules. Rab 27a and Granuphilin are the only way to form a complex in vivo. They interact with each other and function together.

项目成果

Docking is not a prerequisite but a temporal constraint for fusion of secretory granules

• DOI: 10.1111/j.1600-0854.2008.00744.x
• 发表时间: 2008-07-01
• 期刊: TRAFFIC
• 影响因子: 4.5
• 作者: Kasai, Kazuo;Fujita, Takuji;Izumi, Tetsuro
• 通讯作者: Izumi, Tetsuro