Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

インスリン / レセプター / 輸卵管 / 遺伝子発現 / インスリン様成長因子

既に取得済みのニワトリインスリンレセプターcDNAを用いてRNAプローブの合成を行い、solution hybridization RNase protection assay法によってニワトリのインスリンレセプターmRNAを定量する系の確立に成功した。各組織における同mRNA量を解析したところ、脳や肝臓において高い発現が見られた。ただしインスリンレセプターのmRNAの量は、良く似た構造と機能を持つIGF-Iレセプターのそれと比較すると非常に個体差が大きいことが判明した。さらに輸卵管においても高い発現が観察されたので、卵白タンパク質合成制御におけるインスリンおよびIGF-Iレセプターの役割を探る目的で、産卵周期の各時期におけるそれぞれのレセプターのmRNA量の解析を行った。卵白を合成中の輸卵管においては、他の時期に比べて両方のレセプターのmRNA量が増加していることが明らかとなった。輸卵管においてIGF-Iの遺伝子も発現していることなどと合わせ、卵白タンパク質合成の誘導にはインスリンとIGF-Iの両方の協同的な作用が必要であることが示唆された。一方、新たにニワトリのIGF結合タンパク質(IGFBP)-2のcDNAを取得し、このmRNAを定量する系も開発した。同mRNAは脳をはじめ様々な組織で発現していたが、卵巣や輸卵管でも高い発現が観察された。輸卵管におけるIGFBP-2mRNAの発現は輸卵管の成熟に伴って減少していたことから、IGFBP-2は輸卵管におけるIGF-Iの作用を抑制している因子であることが示唆された。これらの結果から輸卵管における卵白タンパク質合成にはインスリンおよびその関連因子が数多く関与していることが明らかとなった。

インスリン / インスリン様成長因子 / レセプター / ニワトリ

ニワトリ脳より作製したcDNAライブラリーから、ニワトリインスリンレセプターのcDNAを得た。塩基配列の解析の結果、N末端にあたる部分を欠いているが、細胞外のリガンド結合部位からC末端および3'非翻訳領域を含む3.3kbのクローンであることが判った。ニワトリのインスリンレセプターのアミノ酸配列をラットやヒトのものと比較すると、チロシンキナーゼ領域では約93%と高い相同性を有していた。細胞膜近傍部位では約80%であり、一方C末端領域では63%と低く、サブ領域により種間の特異性が著しく異なることが明らかとなった。ヒトインスリンレセプターのチロシンキナーゼ活性やインターナリゼーションなどに必要と報告されているアミノ酸モチーフは、全て保存されていた。ラットやヒトでインスリンレセプターのエクソン11は、細胞外領域の一部をコードし、このエクソンは選択的に利用されたりされなかったりすることが明らかとなっている。得られたニワトリのcDNAではこの部分は含まれていなかったため、様々な組織から調整したRNAによりRT-PCRを行い、この部分を持つmRNAが存在するかどうかを検討した。いずれの組織でもエクソン11部分を含むmRNAは検出されず、哺乳類で報告されている選択的スプライシングによるレセプター活性の調節機構は存在しないことが判明した。一方、ニワトリIGF-Iレセプターの細胞外領域のcDNAも取得したので、塩基配列を解析した結果、哺乳類のものと83%のアミノ酸ホモロジーを有し、24個存在するシステインは全て保存されていることなどが明らかとなった。

インスリン様成長因子 / レセプター / 栄養生化学 / 遺伝子発現

1週齢あるいは4週齢の兼用種雄鶏を用いて、IGF-IおよびIGF-IレセプターのmRNA量に対する絶食および再給餌の影響を調べた。対照群(12%カゼイン食自由摂取)と5日間絶食群より様々な組織を摘出し、これらからRNAを調製し、Solution hybridization/RNase protection assayを行って、ニワトリIGF-Iおよび同レセプターのmRNA量を解析した。4週齢では、肝臓、後肢筋、腎臓の全RNA量当たりのIGF-IレセプターmRNA量は、絶食群において対照群の1.7から2.2倍に増加した。一方、脳の同mRNA量は絶食の影響を受けなかった。また、5日間の絶食の後、24時間再給餌した群えは、ほぼ対照群と同レベルまで減少していた。1週齢でも、4週齢の場合と同様に脳では絶食の影響が見られず、他の臓器で増加していたが、特に骨格筋において対照群の3倍となり、効果が顕著だった。なお、4週齢において、5日間の無タンパク質食給餌の影響も調べたが、この場合はいずれの組織においても対照群と有意な差は見られなかった。
一方、IGF-Iの主要産生器官である肝臓において、IGF-ImRNA量を測定したところ、絶食で対照群の50%程度に減少したが、再給餌群では対照群を上回っていた。
以上の結果より、ニワトリIGF-Iとそのレセプターの遺伝子発現は、栄養条件により逆向きの制御を受けていること、さらに、IGF-Iレセプター遺伝子発現において組織特異的および成長段階特異的な調節機構が存在することが示唆された。