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（Nishida Yuuya） 順天堂大学・大学院医学研究科　准教授 https://www.juntendo.ac.jp/graduate/laboratory/labo/taisya_naibunpitsu/

研究課題の概要と計画

マクロオートファジーの分子機構や生理的意義についての研究が近年目覚ましい進歩を遂げている一方、内分泌細胞におけるリソソームを介したホルモン分泌顆粒分解に関しては不明な点が多い。本研究課題では、糖代謝の中心的な役割を担うインスリンを分泌する内分泌細胞である膵β細胞においてインスリン分泌顆粒の分解を空間的・時間的にモニタリングする手法を確立し、その分子メカニズムと病態生理学的意義を明らかにすることを目的とする。方法としては、インスリン分泌顆粒に局在する蛍光レポーターを作成し、リソソームとの融合による蛍光変化を検出するシステムを構築する。膵β細胞株においてレポーターを発現させ、低グルコースをはじめとする刺激によりインスリン分泌顆粒分解を亢進させ、モニタリングが可能であるかを検討する。次いで、CRISPR/Cas9システムによるゲノムワイドスクリーニングにより分解機構の制御因子の同定と詳細な機能解析を行う。さらに、耐糖能異常におけるインスリン分泌顆粒分解機構の変化に関して、糖尿病モデルマウスを用いて解析を行う。これらの知見を組み合わせることで、インスリン分泌顆粒分解機構への介入という、新しいメカニズムを介した糖尿病治療の開発への道筋を拓く。

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. BBRC 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, crinophagy, CRISPR-Cas9, diabetes mellitus