Role of KATP channel endocytosis in glucose-induced depolarization in pancreatic β-cells

Abstract

췌장베타 세포에 있는 ATP 민감성 포타슘 (KATP channel) 이온 통로는 인슐린 분비 조절을 비롯하여 포도당과 에너지 공급 등 대사 과정의 중추적인 역할을 맡고 있다. 나는 이번 연구에서 세포 굶김 상태 (glucose deprivation) 가 AMP 활성단백질 인산화 효소 (AMPK)를 통해 췌장세포막을 과분극 (hyperpolarization) 상태로 만들며 ATP 민감성 포타슘 이온통로들이 세포막에 모이도록 한다는 사실을 재현하였고, 이 상태를 나의 실험 초기 조건으로 삼아 연구를 진행하였다. 그리고 고농도의 포도당 (17 mM) 이 유입되면 이전까지 알려진 바와는 달리 ATP 민감성 포타슘 이온통로의 채널 막힘 현상이 아닌, 세포 내부로 이동하는 현상이 포도당 유도성 인슐린 분비현상 (GSIS – glucose stimulate insulin secretion) 에 더욱 중요하게 작용한다는 새로운 사실을 발견하였다. 이 이온통로의 억제현상은 세포막의 탈분극 (depolarization) 을 유도, 일련의 과정들을 거쳐 인슐린 분비가 일어나게 되는데 이는 포유류 생체내의 에너지 대사에 매우 중요한 역할을 한다. 나는 고농도의 포도당을 신호로, ATP 민감성 포타슘 이온통로가 세포막 함입과정 (endocytosis) 을 거쳐 세포 내부로 들어오는 데에 다이나민 (dynamin)단백질이 관여하고 있다는 사실을 알게 되었고 무엇보다도 이 세포막 함입과정에 PKC (Protein Kinase C) 가 핵심 역할을 담당하고 있음을 증명하였다. 그리고 포도당 유래 ATP 유도성 채널억제현상과 채널의 세포 내 합임현상 두 가지 가능성을 함께 염두 해두고 관련 실험들을 계속 진행하였다.