A study of mechanisms underlying M3 muscarinic agonist-induced trafficking of AQP5 to nuclei, functions of AQP5 located in nuclear membrane and a development of a drug for age-dependent xerostomia

• Project/Area Number: 23592738
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Functional basic dentistry
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: ISHIKAWA Yasuko 徳島大学, ヘルスバイオサイエンス研究部, 准教授 (40144985)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SHONO Masayuki 徳島大学, 大学院ヘルスバイオサイエンス研究部, 技術職員 (60380101)
• Project Period (FY): 2011 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2012: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2011: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 水チャネル / アクアポリン-5 / 唾液腺 / 耳下腺 / 細胞核 / 脂質ラフト / 国際情報交換 / アクアポリン－５ / アクアポリン / 耳下線 / 国際情報交流 / 国際研究者交流

Research Abstract

Activation of M3 muscarinic acetylcholine receptor (mAChR) or alpha 1 adrenoceeptor induces the increase in the amount of aquaporin-5 (AQP) in nuclear membrane and apical plasma membrane of rat parotid glands. We investigated the mechanisms underlying cevimeline (mAChR agonist)-induced trafficking of AQP5 to nuclei. Co-immunoprecipitation of AQP5 and Rab5 was detected in nuclear membrane 3 min after cevimeline-injection. We visualized the distribution of AQP5 and Rab5 in parotid nuclei in response to cevimeline. AQP5 was increased in 1% Triton X-soluble- and -insoluble-nuclear membrane fractions 3 min after cevimeline-injection. Very few AQP5 of nuclear membrane were floated in sucrose density gradient. Under control conditions, the diameter of nuclei was 5.5 micro m. The diameter was decreased to 3.5 micro m 3 min after cevimeline treatment. Administration of artificial saliva (patent no. 2013-022555) prevented age-dependent decreases of AQP5 trafficking to nuclei.

Research Products

• [Journal Article] Salivary aquaporin, ion channels and carriers as new disease biomarkers (2014)
  • Author(s): Ishikawa Y, Pieczonka T, Bragiel A
  • Journal Title: Journal of Oral Biosciences Volume: 56(3)(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Salivary aquaporin, ion channels and carriers as new disease biomarkers (2014)
  • Author(s): Ishikawa Yasuko, Pieczonka Tomasz, Bragiel Aneta
  • Journal Title: Journal of Oral Biosciences Volume: 56
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] バイオマーカーと唾液中膜輸送タンパク質 (2013)
  • Author(s): 石川康子
  • Journal Title: 日本薬理学雑誌 Volume: 141(6) Pages: 302-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Abnormal subcellular localization of AQP5 and downregulated AQP5 protein in parotid glands of streptozotocin-induced diabetic rats (2011)
  • Author(s): Di Wang, Zhenfang Yuan,Noriko Inoue, Gota Cho, Masayuki Shono, Yasuko Ishikawa
  • Journal Title: Biochimica et Biophysica Acta Volume: 1810 Issue: 5 Pages: 543-554
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2011.01.013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Abnormal subcellular localization of AQP5 and downregulated AQP5 protein in parotid glands of streptozotocin-induced diabetic rats. (2011)
  • Author(s): Di Wang
  • Journal Title: Biochimica et Biophysica Acta Volume: 1810 Pages: 543-554
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 食塩感受性および非感受性高血圧診断用バイオマーカーとしての唾液中イオンチャネル (2013)
  • Author(s): Bragiel A.M., Pieczonka T.D.,石川康子
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 岡山コンペンションセンター(岡山県)
  • Year and Date: 2013-09-21
• [Presentation] 唾液腺の老性萎縮や老性遺伝子発現変化に及ぼすホエーの効果 (2013)
  • Author(s): Pieczonka T.D., Bragiel A.M.,石川康子
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 岡山コンペンションセンター(岡山県)
  • Year and Date: 2013-09-21
• [Presentation] 唾液中のエキソソームと病気診断-水チャネル・アクアポリン-5を中心にして- (2013)
  • Author(s): 石川康子、Pieczonka T.D., Bragiel A.M
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会学術大会サテライトシンポジウム・第27回唾液腺談話会
  • Place of Presentation: 岡山コンペンションセンター(岡山県)
  • Year and Date: 2013-09-20
• [Presentation] Salivary ion channels as a biomarker of hypertension (2013)
  • Author(s): Pieczonka T.D.,王由頁、石川康子
  • Organizer: 第86回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡県)
  • Year and Date: 2013-03-21
• [Presentation] 唾液中のエキソソームと病気診断－水チャネル・アクアポリン－５を中心にして－ (2013)
  • Author(s): 石川康子、Pieczonka T.D., Bragiel A.M.
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会学術大会サテライトシンポジウム・第27回唾液腺談話会
  • Place of Presentation: 岡山コンペンションセンター(岡山県)
• [Presentation] Salivary ion channels as a biomarker of hypertension (2013)
  • Author(s): Pieczonka T, et al.
  • Organizer: The 86th Annual Meeting of the Japanese Pharmacological Society
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡)
• [Presentation] Trafficking of aquaporin-5 to nuclei upon activation of M3-muscarinic receptors in rat parotid glands (2012)
  • Author(s): Pieczonka T.D.,張剛太、Skowronski M.T.,石川康子
  • Organizer: 第122回日本薬理学会近畿部会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
  • Year and Date: 2012-11-16
• [Presentation] 唾液中の膜輸送蛋白質のストレス誘発性口腔乾燥症診断マーカーとしての評価 (2012)
  • Author(s): 石川康子
  • Organizer: 第85回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都府)
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] 糖尿病による口腔乾燥症発症機序のマイクロアレイ解析 (2012)
  • Author(s): 王由頁、庄野正行、石川康子
  • Organizer: 第85回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都府)
  • Year and Date: 2012-03-15
• [Presentation] Microarray analysis for genes associated with diabetic xerostomia (2012)
  • Author(s): Di Wang
  • Organizer: 第85回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 京都国際会館(京都府)
• [Presentation] Assessment of salivary membrane transporters including aquaporin as markers of stress-induced xerostomia (2012)
  • Author(s): Yasuko Ishikawa
  • Organizer: 第85回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 京都国際会館(京都府)
• [Presentation] 1型糖尿病による口腔乾燥症の唾液腺マイクロアレイ法による解析 (2011)
  • Author(s): 王由頁、石川康子
  • Organizer: 第53回歯科基礎医学会
  • Place of Presentation: 長良川国際会議場(岐阜県)
  • Year and Date: 2011-10-02
• [Presentation] 唾液中の水チャネル・アクアポリン5を用いた口腔乾燥症の診断法 (2011)
  • Author(s): 石川康子
  • Organizer: 第31回日本歯科薬物療法学会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
  • Year and Date: 2011-06-26
  • Invited
• [Presentation] 1型糖尿病ラットの耳下腺のマイクロアレイ解析による口腔乾燥症の発症機序の網羅的解析 (2011)
  • Author(s): 王由頁、石川康子
  • Organizer: 第31回日本歯科薬物療法学会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
  • Year and Date: 2011-06-25
• [Presentation] 1型糖尿病の口腔乾燥症の発症機序の解明とセビメリンの効果-水チャネル・アクアポリンを中心にして (2011)
  • Author(s): 王由頁、石川康子
  • Organizer: 第31回日本歯科薬物療法学会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
  • Year and Date: 2011-06-25
• [Presentation] 唾液中の水チャネル・アクアポリン５を用いた口腔乾燥症の診断法 (2011)
  • Author(s): 石川 康子
  • Organizer: 第31回日本歯科薬物療法学会(招待講演)
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
• [Presentation] I型糖尿病の口腔乾燥症の発症機序の解明とセビメリンの効果－水チャネル・アクアポリンを中心にして－ (2011)
  • Author(s): Di Wang
  • Organizer: 第31回日本歯科薬物療法学会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
• [Presentation] I型糖尿病ラットの耳下腺のマイクロアレイ解析による口腔乾燥症の発症機序の網羅的解析 (2011)
  • Author(s): Di Wang
  • Organizer: 第31回日本歯科薬物療法学会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
• [Presentation] I型糖尿病ｉによる口腔乾燥症発症機序のマイクロアレイ法による解析 (2011)
  • Author(s): Di Wang
  • Organizer: 第53回歯科基礎医学会
  • Place of Presentation: 長良川国際会議場(岐阜県)
• [Presentation] Trafficking of aquaporin-5 to nuclei upon activation of M3 muscarinic receptors in rat parotid glands
  • Author(s): Pieczonka T, et al.
  • Organizer: 第122回日本薬理学会近畿部会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター(大阪)
• [Patent(Industrial Property Rights)] 経口アンチエイジング剤 (2013)
  • Inventor(s): 石川康子、吉岡昌美、福田佳奈
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人徳島大学、株アプロサイエンス
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2013-022555
  • Filing Date: 2013-02-07
  • Overseas