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

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.

尽管有报道称，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色脂肪细胞，但关于诱导细胞分化的信号转导系统，仍有许多问题不清楚。发现瑞士小鼠来源的 3T3-L1 细胞向脂肪细胞的分化受到百日咳毒素 (PTX) 预处理的抑制，从而消除了三聚体 GTP 结合蛋白的功能。此外，磷脂酰肌醇我们发现，用 3-激酶（PI3-激酶）特异性抑制剂渥曼青霉素进行预处理也抑制了这些细胞的分化。这一事实表明，PTX 和渥曼青霉素参与了诱导细胞分化的信息传递。可能是分析脂肪细胞分化系统的有用探针。对胰岛素这一因素的信息转导系统的分析表明，PTX和渥曼青霉素均抑制胰岛素刺激的Ras激活以及随后的MAP激酶系统。此时，与胰岛素类似，它们激活受体酪氨酸激酶。它对与因子（EGF）刺激相关的Ras和MAP激酶系统的激活没有影响。尽管它对磷酸化没有影响，但它对与因子（EGF）刺激相关的Ras和MAP激酶系统的激活也无效。 PTX 与 PI3 激酶结合，刺激胰岛素刺激。与胰岛素相关的PI3-激酶活性被抑制50%，这表明胰岛素的PI3-激酶激活机制有两种不同的途径；一种是受体激酶→IRS-1→PI3-激酶；由受体 → PTX 敏感蛋白，可能是三聚体 G 蛋白 → PI3 激酶介导。因此，推测PTX抑制胰岛素诱导的PI3激酶活性，从而抑制下游级联，从而抑制向脂肪细胞的分化。

项目成果

上原 孝: "神経精神薬理 脳虚血ストレスに対する脳細胞応答機序" 星和書店, 6 (1997)

上原隆：“神经精神药理学：脑细胞对脑缺血应激的反应机制”清和书店，6（1997）

Takashi Uehara: "Induction of cytokine-induced neutrophil chemoattractant in response to various stresses in rat C6 glioma cells." Brain Research. 790. 284-292 (1998)

Takashi Uehara：“诱导细胞因子诱导的中性粒细胞趋化剂响应大鼠 C6 神经胶质瘤细胞的各种应激。”

Hiroyuki Miyazaki: "1,4-dihydro-2,6-dimethyl-4-(3-nitrophenyl)-3,5-pyridinedicarboxylic acid methyl 6-(5-phenyl-3-pyrazolyloxy)hexyl ester(CV-159),on rat ischemic brain injury." Life Science. 64. 869-878 (1999)

宫崎宏之：“1,4-二氢-2,6-二甲基-4-(3-硝基苯基)-3,5-吡啶二甲酸甲酯6-(5-苯基-3-吡唑氧基)己酯(CV-159)，

Hiromichi Fujino: "Stimulatory roles of muscarinic acetylcholine receptors on T cell antigen receptor/CD3 complex mediated interleukin-2 production in human peripheral blood lymphocytes." Molecular Pharmacology. 51. 1007-1014 (1997)

Hiromichi Fujino：“毒蕈碱乙酰胆碱受体对 T 细胞抗原受体/CD3 复合物介导的人外周血淋巴细胞中白细胞介素 2 产生的刺激作用。”

Takashi Uehara: "Pertussis toxin-sensitive and insensitive intracellular signaling pathwavs in undifferentiated 3T3-L1 cells stimulated by insulin converge with phosphatidylinositol 3-kinase at upstream of Ras-mitogen-activated protein (MAP)kinase cascade

Takashi Uehara：“胰岛素刺激的未分化 3T3-L1 细胞中百日咳毒素敏感和不敏感的细胞内信号通路与 Ras 丝裂原激活蛋白 (MAP) 激酶级联上游的磷脂酰肌醇 3 激酶汇聚