脂肪細胞の細胞容積変化を指標とした新規インスリン抵抗性発症メカニズムの解析

高橋 信之
自然科学研究機構 生理学研究所

脂肪細胞は細胞内での糖質・脂質代謝が極めて活発な細胞の一つであり、激しい細胞内外の浸透圧変化が生じていることが予想される。そのような浸透圧変化によって受動的な水分子の流入・流出が起こり、細胞容積は瞬時に変化する。しかし細胞は、こうした細胞容積変化に対して様々なイオンチャネルやトランスポータを活性化し、細胞内外のイオン濃度勾配を変化させることで水分子を移動させ、ある一定の細胞容積を維持している。この浸透圧ストレスに対する細胞容積制御機構は細胞の生理機能の発現に必須であり、この制御機構が破綻することで細胞死に陥ることが知られている。一方、細胞は、容積を変化させることで様々な細胞内情報伝達系を活性化し、細胞内代謝を変化させるという仕組みも持っている。この場合、浸透圧ストレスに伴う細胞容積変化ではなく、ホルモンなどの生理活性物質によって各種イオンチャネル・トランスポータが活性化され、細胞容積を変化させることで、細胞内代謝や物質移動を制御する。 発表者らのグループは、こうした細胞容積制御機構と細胞内代謝制御との連関に着目し、脂肪細胞における容積変化がインスリン依存的なグルコース取込を調節していること、またその脂肪細胞の容積変化がインスリン抵抗性に関与することを示唆するデータを得た。本発表では、インスリン依存的なグルコース取込を調節する細胞容積制御機構を報告するとともに、その分子メカニズムを解明するためのIn Cell Analyzer 1000を使った実験系の紹介をしたい。