インスリン分泌顆粒分解の空間的・時間的評価と分子機構および病態生理学的意義の検討

研究代表者 西田 友哉（Yuya Nishida） 順天堂大学・代謝内分泌内科学・准教授 https://www.juntendo.ac.jp/graduate/laboratory/labo/taisya_naibunpitsu/

研究課題の概要と計画

本研究課題では、膵β細胞内におけるインスリン分泌顆粒(ISG)の分解を空間的・時間的にモニタリングする手法を確立し、その分子機構と病態生理学的意義を明らかにすることを目的とする。これまでに当該領域の公募研究を通じて、分泌顆粒分解をモニター可能な蛍光レポーターを開発し、ISGに関しては既知マクロオートファジー経路と異なる制御機構での分解が存在することを明らかにし、さらにCRISPR/Cas9システムによるスクリーニングの基礎を確立した。また、2光子顕微鏡を用いたマウス生体での膵島観察について予備実験を行い、その実施可能性を検討した。これらの結果に基づき、本研究ではISG分解を制御する因子をゲノムワイドスクリーニングにより同定し、それら個々の因子の機能及び相互作用解析を経て、分解機構の全体像を解明する。さらに、生体内でもISG 分解の評価が可能なモニターマウスを作製してISG分解評価を行い、同定した制御因子のノックアウトマウスの解析を併せて実施することで、ISG分解の持つ病態生理学的意義を解明する。ISG分解の分子機構の同定とin vivoでの解析により、特に糖代謝に関連してISG分解が持つ病態生理学的意義を明らかにすることができ、ISG分解の制御を介した糖尿病新規治療法の理論的基盤が確立できると考えている。

本研究課題に関連する代表的論文3報

Yazawa R, Nishida Y, Aoyama S, Tanida I, Miyatsuka T, Suzuki L, Himuro M, Haruna H, Takubo N, Shimizu T, Watada H. Establishment of a system for screening autophagic flux regulators using a modified fluorescent reporter and CRISPR/Cas9. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2019, 516(3), 686-692.

Nishida Y, Rardin M, Carrico C, He W, Sahu A, Gut P, Najjar R, Fitch M, Hellerstein M, Gibson B, Verdin E. SIRT5 Regulates both Cytosolic and Mitochondrial Protein Malonylation with Glycolysis as a Major Target. Mol.Cell, 2015, 59(2), 321-332.

Nishida Y, Arakawa S, Fujitani K, Yamaguchi H, Mizuta T, Kanaseki T, Komatsu M, Otsu K, Tsujimoto Y, Shimizu S. Discovery of Atg5/Atg7-independent alternative macroautophagy. Nature, 2009, 461(7264), 654-658.

キーワード

Secretory granule, insulin, pancreatic beta cell, autophagy, crinophagy, CRISPR-Cas9, diabetes mellitus