チアゾリジン化合物のＰＰＡＲγ非依存性経路を介した新規インスリン作用増強剤の開発

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本研究では、①インスリン標的細胞である脂肪細胞を用いて、インスリンシグナル／生理活性を増強あるいは抑制するようなインスリン受容体基質（IRS）に相互作用するタンパク質（IRSAPs）を特定する、②この増強を引き起こすIRSAPsとIRSの相互作用を指標として、インスリンシグナルを増強する低分子化合物を開発する基盤を構築することを目的とした。まず、IRSAPとして同定されたGKAP42（42-kDa cGMP-dependent protein kinase anchoring protein）を3T3-L1脂肪細胞から発現抑制すると、インスリン刺激に応答したIRSのチロシンリン酸化と下流シグナルが抑制、インスリン依存的なGLUT4の細胞膜移行量および糖取り込みが阻害された。更に、インスリン抵抗性を発生する腫瘍壊死因子（TNF）-αで処理したところGKAP42が減少し、この減少がインスリンシグナル・生理活性の低下の原因の一つであることが明らかとなった。一方、lipopolysaccharide (LPS)を投与したラットでは、GKAP42のタンパク量が増加し、GKAP42の機能には二相性があることがわかった。他のIRSAP、diacylglycerol kinaseζ（DGKζ）は、3T3-L1脂肪細胞において、インスリン刺激に応答して細胞膜に移行するGLUT4の糖取り込み能の活性化を抑制する機能を有することが明らかとなった。そこで、組換えIRSを固定化したマイクロプレートに、当該IRSAPとケミカルライブラリーの低分子化合物を添加してインキュベーション、IRSとIRSAPの相互作用をELISA法で測定する系を構築した。理化学研究所の所有するケミカルライブラリーをスクリーニングしたところ、インスリン活性を増強する低分子化合物を複数得ることができた。このように本研究では、IRSと相互作用するタンパク質によりインスリンシグナル・生理活性が修飾され、この相互作用の調節する低分子化合物のスクリーニングは、インスリン活性を増強する新しい物質の同定に利用できることを示すことができた。