博士論文審査結果の要旨
学位申請者
下 田 義 晃
主論文 １編Diabetes-related ankyrin repeat protein (DARP/Ankrd23) modifies glucose homeostasis by modulating AMPK activity in skeletal muscle.
PLOS ONE 10(9): e013862416, 2015
審 査 結 果 の 要 旨
2 型糖尿病の主要な原因は，全身のインスリン機能不全である．インスリンは様々な臓器をター ゲットとするが，その中でも骨格筋はインスリン応答性糖取り込みの約 75%を占め，2 型糖尿病患 者で糖代謝不全を引き起こす原因の 85%以上は骨格筋のインスリン抵抗性であるといわれる．申請 者らは以前，肥満・糖尿病モデル動物の心臓・骨格筋において発現が上昇する新規核蛋白を発見し， DARP (Diabetes-related Ankyrin Repeat Protein)と名付けて報告した． DARP は骨格筋に最も多く発現 し，肥満ラットの骨格筋で発現が亢進し，また絶食下では発現が低下することを報告した．DARP は骨格筋のエネルギー代謝調節に関わると考えられたが，そのメカニズムはほとんど解明できてい なかった． 申請者らは DARP 欠損マウスを用いて糖・エネルギー代謝における DARP の機能解析を行った． 野生型および DARP 欠損マウスの体重や糖代謝の検討を行ったところ，DARP 欠損マウスは体重 が重い傾向を示した．一方，糖代謝の検討では，DARP 欠損マウスは野生型マウスに比べ，インス リン感受性に差がないにも関わらず，耐糖能が有意に優れていることがわかった． その分子メカニズムを検討した結果, 申請者らは DARP 欠損マウスの骨格筋において AMPK のリ ン酸化が有意に亢進していることを見出した．AMPK シグナルはインスリン非依存性に糖取り込み を促進する．C2C12 筋管細胞中の DARP をノックダウンすると，DARP 欠損マウスの骨格筋と同様 に AMPK のリン酸化が有意に亢進し，細胞内への糖取り込みやグルコース酸化も有意に増加した． DARP ノックダウンによるこれら効果は，AMPK 活性化剤である AICAR の投与によりキャンセル された．逆に C2C12 筋芽細胞に DARP を過剰発現させると，AMPK のリン酸化が有意に低下した．次に申請者らはマウスに AICAR を 5 日間腹腔内投与した後に糖負荷テストを行った．その結果， DARP 欠損マウスで認められた耐糖能改善および骨格筋における AMPK のリン酸化亢進が共に消失 した．DARP による AMPK パスウェイ活性化のメカニズムを検討するに当たり，AMPK をリン酸化 する主要な上流キナーゼである LKB1 の発現に注目した．DARP 欠損マウスの骨格筋および DARP をノックダウンした C2C12 筋管細胞の両方で LKB1 の蛋白発現が有意に上昇していた．一方、mRNA レベルでは LKB1 の発現に差を認めず，DARP は蛋白レベルで LKB1 の発現を調節していると考え られた．以上より, DARP は骨格筋における LKB1 の発現調節を介して AMPK パスウェイを負に制 御し，糖・エネルギー代謝の調節を行う核蛋白であると考えられた． 以上が本論文の要旨であるが，DARP による糖・エネルギー代謝調節の一端を解明し，糖尿病治 療における全く新しい治療標的としての可能性を明らかにした点で医学上価値のある研究と認める． 平成 28 年 4 月 21 日 審査委員 教授
