GLUT4一分子動態に基づくインスリン抵抗性の詳細な分子基盤の定量的解明

基于GLUT4单分子动力学定量阐明胰岛素抵抗的详细分子基础

• 批准号: 09J09563
• 负责人: 畠山 裕康
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J09563/
• 关键词: 糖輸送体; イメージング; インスリン; 一分子イメージング

本研究課題は、2011年3月の東日本大震災への対応により研究期間が一年延長され、本年度が最終年度となった。昨年度までに、3T3L1脂肪細胞に存在するGLUT4の繋留機構とインスリンによる解放作用を見出し、それぞれVps10pソーティングレセプターであるsortilinとインスリンシグナル伝達下流で活性が調節されるRabGAPであるAS160が必須であることを見出してきた。そして、GLUT4輸送システムの未成熟な3T3L1繊維芽細胞にこれら二つのタンパク質を発現させることで、成熟したGLUT4輸送システムを再構成したモデル細胞を構築できることを発見した。本年度は、GLUT4輸送を調節するもう一つの重要なRabGAPであるTbc1d1の作用について、モデル細胞を用いて詳細に解析した。その結果、Tbc1d1発現細胞ではAS160発現細胞と異なりインスリンに応答してGLUT4を繋留から解放させる作用は示されず、一方でAMPK活性化刺激によってGLUT4解放が誘導された。AMPK活性化刺激を除くとGLUT4は再繋留されるが、ここにインスリン刺激を行うと、興味深いことに再繋留されたGLUT4は顕著に解放された。また、インスリン刺激のみを与えた細胞に、続いてケイジドカルシウム試薬の光活性化によって細胞内カルシウム濃度上昇を与えると、GLUT4の解放が観察された。すなわち、上記のような逐次・複合刺激を行うことによって、Tbc1dlのGLUT4輸送調節様式が遷移し、インスリン応答性を獲得できることを見出した。このような過程はTbc1d1のN末に存在するPTB領域に依存し、この領域に存在する肥満関連変異ではインスリン応答性の獲得が選択的に失われていた。このTbc1d1の調節様式遷移が運動効果(運動によるインスリン作用の向上)や病態と関連する可能性を示唆する。

This research topic is related to the Great East Japan Earthquake in March 2011. The research period is extended by one year, and the current year is the final year. The release of GLUT4 in the presence of 3T3L1 adipocytes has been shown to regulate the activity of RabGAP AS160. The GLUT4 transport system is immature, 3T3L1-cell, and the mature GLUT4 transport system is reconstituted. This year, GLUT4 transport regulation is a key factor in the analysis of the role of RabGAP and Tbc1d1 in cell use. As a result, both Tbc1d1-producing cells and AS160-producing cells responded to the presence and release of GLUT4 in different ways. On the one hand, GLUT4 release was induced by stimulation of AMPK activity. AMPK activation stimuli are removed from GLUT4 and released from GLUT4. The release of GLUT4 was observed in the cells stimulated by photoactivation of GLUT4 and the increase of intracellular GLUT4 concentration. In addition to the above, the GLUT4 transport regulation mode of Tbc1dl can also be used to adjust the response time of Tbc1dl. This process is Tbc1d1 and exists in the domain of PTB. It is dependent on the domain of PTB. The regulatory effect of Tbc1d1 and the possibility of pathological correlation

项目成果

Palmitate-induced Down-regulation of Sortilin and Impaired GLUT4 Trafficking in C2C12 Myotubes

• DOI: 10.1074/jbc.m110.128520
• 发表时间: 2010-11-05
• 期刊: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Tsuchiya, Yo;Hatakeyama, Hiroyasu;Kanzaki, Makoto
• 通讯作者: Kanzaki, Makoto

GLUT4-分子動態追跡系を用いたGLUT4 storage compartment形成機構の定量解析

利用GLUT4分子动力学跟踪系统定量分析GLUT4储藏室形成机制

• 发表时间: 2010
• 作者: Tsuchiya Y.;et al.;Nedachi T.;Kadotani A.;畠山裕康;Hatakeyama H.;畠山裕康;Hatakeyama H.;畠山裕康;Hatakeyama H.;畠山裕康;Hatakeyama H.;Hatakeyama H.;畠山裕康;畠山裕康;畠山裕康;畠山裕康;畠山裕康
• 通讯作者: 畠山裕康

Different impacts of saturated and unsaturated free fatty acids on COX-2 expression in C2C12 myotubes

• DOI: 10.1152/ajpendo.00293.2009
• 发表时间: 2009-12-01
• 期刊: AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-ENDOCRINOLOGY AND METABOLISM
• 影响因子: 5.1
• 作者: Kadotani, Akito;Tsuchiya, Yo;Kanzaki, Makoto
• 通讯作者: Kanzaki, Makoto

Identification of three distinct functional sites of insulin-mediated GLUT4 trafficking in adipocytes using quantitative single molecule imaging.

• DOI: 10.1091/mbc.e10-01-0029
• 发表时间: 2010-08-01
• 期刊: Molecular biology of the cell
• 影响因子: 3.3
• 作者: Fujita H;Hatakeyama H;Watanabe TM;Sato M;Higuchi H;Kanzaki M
• 通讯作者: Kanzaki M

GLUT4輸送調節におけるAS160とTbc1d1の作用点とその分子機序

AS160和Tbc1d1调控GLUT4转运的作用点及其分子机制

• 发表时间: 2012
• 作者: Tsuchiya Y.;et al.;Nedachi T.;Kadotani A.;畠山裕康;Hatakeyama H.;畠山裕康;Hatakeyama H.;畠山裕康
• 通讯作者: 畠山裕康