インスリンによるグルコース細胞内輸送促進の分子メカニズム

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インスリン刺激によるGLUT4のトランスロケーションにはPI3-キナーゼの活性化が必要であることは明らかになった。しかしPI3-キナーゼの活性化だけで必要十分であるのか議論の分かれているところである。そこで申請者らはインスリンシグナル伝達の再構成系を作製することにした。ラット3YI細胞はPI3-キナーゼは存在するが、インスリンレセプター、IRS-1共にほとんど検出できない。従ってインスリンシグナル伝達系は存在せず、インスリン刺激をしてもPI3-キナーゼの活性化は検出できない。この細胞にGLUT4myc、インスリンレセプター、IRS-1を安定に発現したクローンを作製し、インスリン刺激でPI3-キナーゼを活性化すれば、GLUT4mycのトランスロケーションが起こるのかどうか検討した。3YI細胞にGLUT4mycを安定に発現させたクローンを確立しており、この細胞を用いてインスリン以外のPMA、NaF等によってはGLUT4mycのトランスロケーションが起こることを確認している。この結果は3YI細胞はGLUT4のトランスロケーションに関する基本的な装置は持っているが、インスリンシグナル伝達系は欠失しているものと考えられる。この3YIGLUT4myc細胞にIRS-1とインスリンレセプターを共に安定に発現させた細胞では、PMAやNaf処理によってGLUT4mycのトランスロケーションが起こる。しかしinsulin刺激で、PI3-キナーゼの活性化、Aktキナーゼの活性化がみられるにもかかわらず、GLUT4mycのトランスロケーションは検出されなかった。このことから少なくとも3YI細胞においては、GLUT4のトランスロケーションはPI3-キナーゼ、Aktキナーゼの活性化だけでは不十分であることが明らかとなった。