収縮筋細胞における糖輸送担体GLUT4の分子挙動解析

收缩肌细胞中糖转运蛋白 GLUT4 的分子行为分析

基本信息

批准号：
19037003
负责人：
神崎展
金额：
$ 3.33万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

筋肉の主要なエネルギー源であるグルコースの取り込みに関わるGLUT4が、筋収縮活動やインスリンの刺激によってどのような分子挙動制御を受けるかについて、収縮能力を獲得した培養筋細胞と蛍光ナノ粒子(Qdot)を用いて1分子レベルで解析することを目的としている。【計画】Qdotで標識可能なGLUT4分子(myc-GLUT4-ECFP)を恒常発現するマウスC2C12筋芽細胞を作製し、人為的な電気パルス刺激により収縮能力(サルコメア構造)を発達させることにより、本研究に最適化した条件を確立する。さらに、サルコメア構造の発達(有無)によりGLUT4分子挙動制御がどのように変化するのか調べることを目的とした。【実績】サルコメア構造の発達した収縮型培養筋細胞を作製し、GLUT4分子をQdotにて特異的に標識することに成功した。独自に構築した共焦点顕微鏡を用いてGLUT4分子挙動を解析したところ、刺激のない状態ではGLUT4は何らかの機構により停留されており挙動が著しく制限されていた。一方、インスリンの刺激は、この停留機構を解除することにより、より活発に挙動できる分子群の総数を有意に増加させることが明らかとなった。この停留-解除の強度は、サルコメア構造の発達構築とともに変動することが観察されていることから、アクチン細胞骨格系の規則的な構築体がGLUT4の挙動制御に関与していることが示唆された。【まとめ】生体筋では解析が難しかったGLUT4分子の挙動解析を、独自に開発した高度発達型の培養筋細胞を利用することによりはじめて可能した。筋構造の発達によりGLUT4の分子(およびGLUT4小胞)の挙動制御は大きく変化することが明らかとなった。

目的是在单分子水平上分析肌肉能量的主要来源的GLUT4如何使用肌肉收缩活性和胰岛素刺激胰岛素，使用培养的肌肉细胞和荧光纳米颗粒（QDOTS（QDOTS），可以通过肌肉收缩活性和胰岛素刺激进行分子行为。 [计划]小鼠C2C12组成型的成肌细胞通过人工刺激电脉冲，确定为这项研究优化的条件，以人工刺激的电脉冲来形成QDOT标记的GLUT4分子（MYC-GLUT4-ECFP）并发展收缩能力（SARMERE结构）。此外，目的是研究由于肌节结构的发展（存在或不存在），GLUT4分子行为控制如何改变。 [结果]我们已经产生了具有发达的肌节结构的收缩培养的肌肉细胞，并成功地用QDOT标记了GLUT4分子。当使用独特的共聚焦显微镜分析GLUT4分子行为时，在没有刺激的情况下，通过某种机制停止了GLUT4，其行为受到显着限制。另一方面，已经揭示出，通过释放这种停止机制，胰岛素刺激可以显着增加可能更积极的分子总数。已经观察到这种停止释放的强度随着肌节结构的发育结构而波动，这表明肌动蛋白细胞骨架系统的常规构建体参与了GLUT4行为的调节。 [摘要]这是第一次通过利用我们开发的高度发达的培养肌肉细胞来分析GLUT4分子的行为（难以用生物肌肉）进行分析。已经揭示了肌肉结构的发展显着改变了GLUT4分子（和Glut4囊泡）的行为控制。