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Novel development of insulin secretion analysis using Gaussia luciferase

Research Project

Project/Area Number 20K09886
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 57010:Oral biological science-related
Research InstitutionAichi Gakuin University

Principal Investigator

Suzuki Takahiro  愛知学院大学, 歯学部, 教授 (70298545)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 横川 慧  愛知学院大学, 薬学部, 講師 (40804406)
古野 忠秀  愛知学院大学, 薬学部, 教授 (80254308)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords生物発光イメージング / インスリン分泌 / ガウシアルシフェラーゼ / 開口分泌 / エキソサイトーシス / 膵β細胞
Outline of Research at the Start

本研究では、糖尿病発症の鍵となる周期性インスリン分泌の破綻を解明するための有用な解析手法の確立を目的として、新たなインスリン分泌の可視化法と定量解析系を開発する。独自の技術として、インスリンをガウシアルシフェラーゼ(発光酵素)標識したタンパク質を用いた、「生物発光イメージング法」によりインスリン分泌を可視化する。これと合わせて、簡便な「ルミノメーターを用いた発光検出法」を駆使することで、従来よりも生理的な実験条件でのインスリン分泌解析系を確立する。

Outline of Final Research Achievements

We developed a new method for analyzing insulin secretion using a pancreatic β-cell line (iGL cells) that stably expresses a fused protein of insulin to Gaussia luciferase (GLase), a bioluminescent enzyme. Bioluminescence imaging analysis demonstrated that the adhesion of iGL cells to the extracellular matrix (Matrigel) is suitable for visualizing synchronized insulin secretion among clustered cells. Additionally, by using a plate coated with diluted Matrigel, we established optimal experimental conditions for analyzing glucose-stimulated insulin secretion using a luminometer. Furthermore, we visualized the secretory dynamics of osteocalcin, which promotes insulin secretion, using GLase.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

マトリゲルコートしたマルチウェルプレートに播種したiGL細胞を用いることで、生物発光イメージング法により細胞間で同調する周期性インスリン分泌動態を安定して解析することが可能となり、糖尿病の発症機構を研究する有用な解析系を提供することができた。また、ルミノメーターによる高感度な発光測定法では、インスリン分泌量を簡便かつ安定して解析することが可能となった。本研究成果は、糖尿病関連の創薬研究において特に有用と考えられる。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Visualization of osteocalcin and bone morphogenetic protein 2 (BMP2) secretion from osteoblastic cells by bioluminescence imaging2022

    • Author(s)
      Sugimoto Honami、Fukuda Shinji、Yokawa Satoru、Hori Miki、Ninomiya Hotsuna、Sato Takuma、Miyazawa Ken、Kawai Tatsushi、Furuno Tadahide、Inouye Satoshi、Goto Shigemi、Suzuki Takahiro
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 635 Pages: 203-209

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.10.042

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Novel Technology for Studying Insulin Secretion: Imaging and Quantitative Analysis by a Bioluminescence Method2020

    • Author(s)
      Suzuki Takahiro、Kanamori Takao、Inouye Satoshi
    • Journal Title

      YAKUGAKU ZASSHI

      Volume: 140 Issue: 8 Pages: 969-977

    • DOI

      10.1248/yakushi.20-00012-2

    • NAID

      130007883124

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
    • Year and Date
      2020-08-01
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 生物発光イメージングを用いたオステオプロテゲリンの分泌動態解析2023

    • Author(s)
      二宮秀菜, 福田信治, 佐藤琢麻, 鈴木崇弘, 宮澤健
    • Organizer
      第82回日本矯正歯科学会学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] RANKL依存的なプロテアソームによるオステオプロテゲリン分泌制御の生物発光分析2023

    • Author(s)
      二宮秀菜、福田信治、福田尚代、佐藤琢麻、中村美どり、中道裕子、宇田川信之、宮澤健、鈴木 崇弘
    • Organizer
      第65回歯科基礎医学会学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] MC3T3-E1細胞からの骨代謝関連タンパク質の分泌動態解析2023

    • Author(s)
      小早川穂波, 福田信治, 二宮秀菜, 佐藤琢麻, 鈴木崇弘, 宮澤健
    • Organizer
      第65回 近畿東海矯正歯科学会学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 生物発光イメージング法を用いた分泌型タンパク質の可視化解析2022

    • Author(s)
      横川 慧, 福田信治, 古野忠秀, 鈴木崇弘
    • Organizer
      第19回生命科学研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] タンパク質分泌を可視化する生物発光イメージング法2022

    • Author(s)
      鈴木崇弘
    • Organizer
      生物発光化学発光研究会 第37回学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 発光β細胞株“iGL細胞”を用いたグルコース応答性インスリン分泌の解析2020

    • Author(s)
      鈴木 崇弘, 横川 慧, 松下 佐知, 古野 忠秀, 井上 敏
    • Organizer
      第63回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 発光β細胞株“iGL細胞”を用いた糖尿病治療薬の創薬スクリーニング系の構築2020

    • Author(s)
      横川 慧, 松下 佐知, 福田信治, 伊納 義和, 古野 忠秀, 井上 敏, 鈴木 崇弘
    • Organizer
      第93回日本生化学会大会年次学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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