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インスリンは標的細胞の細胞膜上に存在する受容体に結合し、内蔵されたチロシンキナーゼを活性化する。活性化された受容体はインスリン受容体基質(IRS)をチロシンリン酸化、リン酸化されたIRSを認識して様々なシグナル分子が活性化され、インスリンの広範な生理活性、特に糖取り込みの促進が発現すると考えられている。これまで我々は、インスリン受容体基質(IRS)が他のタンパク質と大きな複合体を形成し、インスリンシグナルの強さを調節していることを明らかにしてきた。そこでIRS-1と結合するタンパク質をYeast Two-hybrid screeningで単離し、ジアシルグリセロールキナーゼ(DGK)ζの同定に成功した。このタンパク質、DGKζのインスリンシグナルにおける機能・役割を解明することが本研究の目的である。
今回我々は、まずsiRNAを用いた手法で3T3-L1脂肪細胞においてDGKζをノックダウンし、インスリン依存的な糖取り込みを測定した。その結果、インスリン刺激によって誘導される細胞内への糖の取り込みがDGKζのノックダウンによって有意に抑制され、DGKζはインスリン誘導性糖取り込みに必要であることが示された。続いて、DGKζの活性阻害剤で処理し、同様にインスリン依存的な糖取り込みを測定したところ、糖取り込み量が増強することが明らかとなった。またDGKζの活性を優位に阻害する変異体KN-DGKζを発現するアデノウイルスベクターを作製し、3T3-L1脂肪細胞に感染後、インスリン刺激し、糖取り込み量を測定した。その結果、阻害剤で得られた結果と同様に、糖取り込み量が増加していた。これまでTNF-α長時間刺激によって3T3-L1脂肪細胞においてインスリン依存的な糖取り込み量が抑制されることが知られており、インスリン抵抗性のモデルとして利用されている。驚いたことにTNF-α刺激によって誘導されるインスリン抵抗性はKN-DGKζの発現によって回復することが示された。以上の結果より、DGKζはIRSと結合することによってインスリン依存的糖取り込みに必要な機能を有している。さらにDGKζのキナーゼ活性はインスリン依存的な糖取り込みには抑制的に働いていることが明らかとなった。今回の結果から、DGKζの活性阻害剤は有力なインスリン抵抗性解除薬の候補となることが強く示唆された。

【研究分担者】
伊藤昭博	独立行政法人理化学研究所	吉田化学遺伝学研究室	専任研究員	(Kakenデータベース)

【研究連携者】
高橋伸一郎	東京大学	大学院農学生命科学研究科	准教授	(Kakenデータベース)