脂肪細胞分化を誘導するインスリンの細胞内情報伝達系の解析

胰岛素诱导脂肪细胞分化的细胞内信号转导系统分析

• 批准号: 09771961
• 负责人: 上原 孝
• 金额: $ 1.22万
• 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09771961/
• 关键词: インスリン; 脂肪細胞分化; 3量体G蛋白質; Ras; MAP kinase; Pl3-kinase; wortmannin; 3T3-L1細胞; PI3-kinase; インスリン; 脂肪細胞分化; 3量体G蛋白質; Ras; MAP kinase; Pl3-kinase; wortmannin; 3T3-L1細胞; PI3-kinase

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.前年度までに私たちはSwissマウス由来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,phosphatidylinositol 3-kinase(PI3-キナーゼ)の特異的阻害薬であるwortmanninの前処理によっても本細胞の分化が抑制されることを明らかにした.この事実から,PTXとwortmannin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可能性が示唆された,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解析したところ,PTX、wortmanninは共にインスリン刺激によるRasの活性化とそれに続くMAPキナーゼ系のそれを抑制した.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キナーゼ系の活性化に対しては無効であった.また,インスリン(あるいはIGF-1)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PI3-キナーゼとの結合に対しては影響を及ぼさなかったものの,PTXはインスリン刺激に伴うPI3-キナーゼ活性を50%抑制した.このことから,インスリンのPI3-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→PI3-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→PI3-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PI3-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成纤维细胞可分化为白脂肪细胞，但有关诱导细胞分化的信号系统的许多未知数。到上一年，我们发现，通过预处理百日咳毒素（PTX）抑制了从瑞士小鼠到脂肪细胞的3T3-L1细胞的分化，从而消除了三聚体GTP结合蛋白的功能。此外，磷脂酰肌醇据表明，沃特曼宁（Wortmannin）（一种特定的3-激酶（PI3-激酶））的预处理也抑制了该细胞的分化。这一事实表明，PTX和Wortmannin可能是分析诱导细胞分化的信号系统的有用探针。因此，当我们分析胰岛素的信号传导系统（脂肪细胞分化的关键因素）时，PTX和WORTMANNIN都通过胰岛素刺激和随后的MAP激酶系统抑制了RAS的激活。目前，激活受体酪氨酸激酶的表皮生长类似于胰岛素。它无法激活与因子（EGF）刺激相关的RAS和MAP激酶系统。尽管它对胰岛素（或IGF-1）受体的自身酪氨酸磷酸化反应没有影响，底物蛋白（IRS-1）的酪氨酸磷酸化以及与PI3-激酶的结合，但PTX抑制了与胰岛素刺激相关的PI3-激酶活性。这表明胰岛素的PI3-激酶激活机理中存在两种不同的途径，一种通过受体激酶→IRS-1→PI3-激酶，另一个通过受体→PTX敏感蛋白，也许是三聚体G蛋白→PI3-基因酶。因此，据估计，PTX抑制由胰岛素引起的PI3-激酶活性，并抑制其下游的级联反应，从而抑制分化为脂肪细胞。