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

IP3信号阐明胰腺β细胞分泌胰岛素的调节机制

基本信息

批准号：
22K06868
负责人：
太向勇
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06868/
关键词：
インスリン分泌カルシウムシグナリング IP3シグナリング β細胞

项目摘要

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。

为了阐明胰腺β细胞中IP3信号的胰岛素分泌的调节机制，在分离的小鼠胰岛中成像触发胰岛素分泌的钙离子。在这项研究中，使用了特别在胰腺β细胞中表达钙传感器（YCNANO50）的小鼠。如前所述，在高浓度的葡萄糖下观察到钙离子的振荡。此外，当使用乙酰胆碱类似物卡巴醇诱发IP3信号时，观察到钙离子时，确认从细胞内钙囊泡中释放钙。接下来，当确认在高浓度的葡萄糖下刺激脉冲卡巴醇的反应时，证实它显示出独特的反应。为了确认从细胞内钙囊泡中释放的钙是否确实发生在这种特定反应中，表达传感器（CEPIA）的小鼠专门可视化钙囊泡中的钙离子（CEPIA）。结果，钙囊泡中的钙浓度相对于脉冲的卡巴醇刺激降低，并证实钙实际释放了。接下来，为了阐明这种反应的机制，使用了能够以强力霉素依赖性方式抑制IP3信号的转基因小鼠。在抑制IP3信号的小鼠的分离胰岛中，在高浓度的葡萄糖下未观察到卡巴乔刺激的特定反应。这表明IP3信号的参与。