膵β細胞からのインスリン分泌におけるIP3シグナルによる調節機構の解明

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膵β細胞からのインスリン分泌におけるIP3シグナルによる調節機構の解明のために、マウス単離膵島において、インスリン分泌のトリガーとなるカルシウムイオンのイメージングを行った。本研究では膵β細胞特異的にカルシウムセンサー（YCnano50）を発現するマウスを用いた。高濃度グルコース下では既報の通りカルシウムイオンのオシレーションが観察された。また、アセチルコリンアナログのカルバコールを用いてIP3シグナルを惹起させた際のカルシウムイオンの動態を観察したところ、細胞内カルシウム小胞からのカルシウムの放出が確認された。次に高濃度グルコース下におけるパルス状のカルバコールの刺激に対する反応を確認したところ、特異な反応を示すことが確認された。この特異な反応中に本当に細胞内カルシウム小胞からのカルシウム放出が起きているかを確認するために、膵β細胞特異的にカルシウム小胞内のカルシウムイオンを可視化するセンサー（CEPIA）を発現するマウスを用いて確認した。その結果パルス状のカルバコール刺激に対してカルシウム小胞のカルシウム濃度は低下したことから、実際にカルシウムが放出されていることが確認された。次にこの反応のメカニズムを解明するために、IP3シグナルをドキシサイクリン依存的に阻害することが可能な遺伝子改変マウスを用いた。IP3シグナルが阻害されたマウス単離膵島において、高濃度グルコース下におけるカルバコールの刺激は上記の特異的な反応は観察されなかった。このことからIP3シグナルの関与が示唆された。