マウス3T3-L1細胞の分化におけるインスリンの情報伝達系の解析

小鼠3T3-L1细胞分化过程中胰岛素信号转导系统分析

• 批准号: 08772073
• 负责人: 上原 孝
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08772073/
• 关键词: 3T3-L1細胞; 脂肪細胞分化; インスリン; 3量体G蛋白質; PI 3-kinase; Ras; MAP kinase; wortmannin

3T3-L1線維芽細胞はインスリン・デキサメサゾン・IBMXの同時添加によって白色脂肪細胞へと分化することが報告されているものの、細胞分化を誘導する情報伝達系については不明な点が多く残されている。私たちは3T3-L1細胞の脂肪細胞への分化が3量体GTP結合蛋白質の機能を消失させる百日咳毒素(PTX)の前処理によって抑制されることを見い出した。さらには、インスリンによって活性化されるphosphatidylinositol 3-kinase (PI 3-キナーゼ)の特異的阻害薬であるwortmanninの前処理によっても脂肪細胞への分化が抑制されることを明らかにしてきた。このことから、PTXとwortmaninは細胞分化を誘導する情報伝達系を解析する上で、有用なプローブであることが予想された。そこで、脂肪細胞分化へのkey factorであるインスリンの情報伝達系を調べた。PTX、wortmanminは共にインスリン刺激に伴うRasの活性化とMAPキナーゼ活性やMAPキナーゼの活性化に必須なチロシン残基のリン酸化を抑制した。この時、インスリンと同様に受容体チロシンキナーゼを活性化させるepidermal growth factor(EGF)刺激に伴うRasおよびMAPキナーゼの活性化に対しては抑制作用を示さなかった。受容体自己チロシンリン酸化反応、基質蛋白質(IRS-1)のチロシンリン酸化とPI 3-キナーゼとの結合に対しては影響を及ぼさなかった。しかしながら、PTXはインスリン刺激に伴うPI 3-キナーゼ活性を50%抑制した。このことから、インスリンのPI 3-キナーゼ活性化機構には異なる2つの経路が存在し、1つは受容体キナーゼ→IRS-1→PI 3-キナーゼ、他方は受容体→PTX感受性蛋白質、おそらく3量体G蛋白質→PI 3-キナーゼを介するものであることが示唆された。したがって、PTXはインスリンによるPI 3-キナーゼ活性を抑制することで、その下流に存在するカスケードを抑制する結果、脂肪細胞への分化を抑制していることが推定された。

尽管据报道，通过同时添加胰岛素，地塞米松和IBMX，3T3-L1成纤维细胞可以分化为白脂肪细胞，但有关诱导细胞分化的信息传输系统仍然存在许多未知数。我们发现，百日咳毒素（PTX）抑制了将3T3-L1细胞分化为脂肪细胞，从而消除了三聚体GTP结合蛋白的功能。此外，已经表明，Wortmannin（一种特异性的磷脂酰肌醇3-激酶（PI 3-激酶）被胰岛素激活的特异性抑制剂（PI 3-激酶）也抑制了分化为脂肪细胞。这表明PTX和Wortmanin是分析诱导细胞分化的信号转导系统的有用探针。因此，我们研究了胰岛素的信号传导系统，这是脂肪细胞分化的关键因素。 PTX和WORTMANMIN都抑制了RAS的激活以及对MAP激酶活性和MAP激酶激活必不可少的酪氨酸残基的磷酸化。目前，对与表皮生长因子（EGF）刺激相关的Ras和MAP激酶的激活尚无抑制作用，该刺激激活了类似于胰岛素的受体酪氨酸激酶。它对受体自酪氨酸磷酸化反应，底物蛋白（IRS-1）的酪氨酸磷酸化和与PI 3-激酶的结合没有影响。但是，PTX抑制了与胰岛素刺激相关的PI 3-激酶活性50％。这表明胰岛素的PI 3-激酶激活机理中存在两种不同的途径，一种是通过受体激酶→IRS-1→PI 3-激酶，另一个通过受体→PTX敏感蛋白，也许是三聚体G蛋白→PI 3-激酶。因此，据估计，PTX抑制由胰岛素引起的PI 3-激酶活性，从而抑制PTX下游存在的级联反应，从而抑制分化为脂肪细胞。

项目成果

Yasuhiro Itano: "Regulation of Bcl-2 protein expression in human neuroblastoma SHSY-5Y cells : positive and negative effects of protein kinase C and A, respectively." Journal of Neurochemistry. 67. 131-137 (1996)

Yasuhiro Itano：“人神经母细胞瘤 SHSY-5Y 细胞中 Bcl-2 蛋白表达的调节：分别是蛋白激酶 C 和 A 的正面和负面影响。”

Yasuyuki Nomura: "Neuronal apoptosis by glial NO : Involvement of inhibition of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase." Human Cell. 9. 205-214 (1996)

Yasuyuki Nomura：“神经胶质细胞 NO 导致的神经细胞凋亡：涉及 3-磷酸甘油醛脱氢酶的抑制。”

Takashi Uehara: "Wortmannin inhibits insulin-induced Ras and mitogen-activated protein kinase activation related to adipocyte differentiation in 3T3-L1 fibroblasts" Biochemical and Biophysical Research Communications. 210. 574-580 (1995)

Takashi Uehara：“渥曼青霉素抑制与 3T3-L1 成纤维细胞中脂肪细胞分化相关的胰岛素诱导的 Ras 和丝裂原激活蛋白激酶激活”生物化学和生物物理研究通讯。

Takashi Uehara: "Possible involvement of protein kinase C and low molecular weight GTP-binding proteins in thrombin-induced histamine secretion in human platelets" Biochemical and Biophysical Research Communications. 206. 492-496 (1995)

Takashi Uehara：“蛋白激酶 C 和低分子量 GTP 结合蛋白可能参与凝血酶诱导的人血小板组胺分泌”生物化学和生物物理研究通讯。

Tadashi Nishiya: "Herbimycin A suppresses NF-_kB activation and tyrosine phosphorylation of JAK2 and the subsequent induction of nitric oxide synthase in C6 glioma cells" FEBS Letters. 371. 333-336 (1995)

Tadashi Nishiya：“Herbimycin A 抑制 NF-_kB 激活和 JAK2 酪氨酸磷酸化，以及随后在 C6 神经胶质瘤细胞中诱导一氧化氮合酶” FEBS Letters。