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Analysis of Ca2+ response and mechanism of salivary secretion in salivary gland cells using in vivo micro imaging

Research Project

Project/Area Number 26462821
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Functional basic dentistry
Research InstitutionHealth Sciences University of Hokkaido

Principal Investigator

Nezu Akihiro  北海道医療大学, 歯学部, 准教授 (00305913)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石井 久淑  北海道医療大学, 歯学部, 教授 (00275489)
森田 貴雄  北海道医療大学, 歯学部, 講師 (20326549)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords唾液腺 / Ca2+応答 / 唾液分泌 / Ca2+イメージング / 血流動態 / 細胞内カルシウム
Outline of Final Research Achievements

We examined sialogogue-induced changes in Ca2+ response and blood flow (BF) during salivary secretion in rat submandibular gland (SMG) using an intravital Ca2+ imaging system, a fiber-optic pressure sensor and a laser speckle imaging flowmeter. Using the macro and micro Ca2+ imaging in rat SMG, we found that infusion with acetylcholine (ACh) induced tissue-wide synchronization of Ca2+ oscillations in vivo. Simultaneous monitoring of Ca2+ responses and BF in SMG demonstrated that the ACh-induced changes in BF were also synchronized with Ca2+ oscillations. We revealed that the vasoconstriction via angiotensin II and thromboxane A2 receptors play important role for a generation of the ACh-induced Ca2+ oscillations in SMG in vivo. Real-time monitoring of Ca2+ and salivary secretion showed a clear time lag between the onset of intracellular Ca2+ concentration ([Ca2+]i) and that of salivary secretion. Based on this result, we estimated required [Ca2+]i for salivary secretion in vivo.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (34 results)

All 2017 2016 2015 2014

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (28 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] 細胞質型イノシトール三リン酸(IP3)バイオセンサー“cLIBRAvIIS”を用いた唾液腺腺房細胞のIP3測定法の開発.2016

    • Author(s)
      根津顕弘,森田貴雄, 谷村明彦
    • Journal Title

      北海道医療大学歯学会雑誌

      Volume: 35(2) Pages: 13-22

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Highly Sensitive Measurement of Inositol 1,4,5-Trisphosphate by Using a New Fluorescent Ligand and Ligand Binding Domain Combination2016

    • Author(s)
      Oura, T.; Murata, K.; Morita, T.; Nezu, A.; Arisawa, M.; Shuto, S.; Tanimura, A.
    • Journal Title

      ChemBioChem

      Volume: 17 Issue: 16 Pages: 1509-1512

    • DOI

      10.1002/cbic.201600096

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      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] <b>Effect of 1,25-dihydroxyvitamin D</b><b><sub>3</sub></b><b> on spontaneous calcium responses in rat dental epithelial SF2 cells revealed by long-term </b><b>imaging </b>2016

    • Author(s)
      Murata K, Takahashi A, Morita T, Nezu A, Fukumoto S, Saitoh M, Tanimura A
    • Journal Title

      Biomedical Research

      Volume: 37 Issue: 6 Pages: 329-334

    • DOI

      10.2220/biomedres.37.329

    • NAID

      130005252683

    • ISSN
      0388-6107, 1880-313X
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In vitro and in vivo imaging of intracellular Ca2+ responses in salivary gland cells2015

    • Author(s)
      Akihiro Nezu, Takao Morita, Akihiko Tanimura moto, Takashi Hayashi, Shin Hisahara, Toshiya Sugino, Tomohisa Hirobe, Toshiharu Yamashita and Yoshiyuki Horio
    • Journal Title

      Journal of Oral Biosciences

      Volume: 57 Issue: 2 Pages: 69-75

    • DOI

      10.1016/j.job.2015.02.003

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  • [Journal Article] Partial agonistic effects of pilocarpine on Ca2+ responses and salivary secretion in the submandibular glands of live animals.2015

    • Author(s)
      Akihiro Nezu, Takao Morita, Yosuke Tojyo, Takeharu Nagai, and Akihiko Tanimura
    • Journal Title

      Experimental Physiology

      Volume: in press Issue: 6 Pages: 640-651

    • DOI

      10.1113/ep085110

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Key Components of Store-Operated Ca<sup>2+</sup> Entry in Non-Excitable Cells2014

    • Author(s)
      Yosuke Tojyo, Takao Morita, Akihiro Nezu, Akihiko Tanimura
    • Journal Title

      Journal of Pharmacological Sciences

      Volume: 125 Issue: 4 Pages: 340-346

    • DOI

      10.1254/jphs.14R06CP

    • NAID

      130004677800

    • ISSN
      1347-8613, 1347-8648
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      2014 Research-status Report
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  • [Presentation] ピロカルピンによる唾液分泌の機能亢進と遺伝子発現増加2017

    • Author(s)
      森田貴雄、根津顕弘、谷村明彦
    • Organizer
      第90回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      長崎県長崎市
    • Year and Date
      2017-03-15
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  • [Presentation] 生きた動物の顎下腺における唾液分泌に対する細胞内Ca2+濃度の閾値2017

    • Author(s)
      根津顕弘、森田貴雄、谷村明彦
    • Organizer
      第90回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      長崎県長崎市
    • Year and Date
      2017-03-15
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  • [Presentation] Roles of muscarinic receptors on the functions of salivary glands2016

    • Author(s)
      Akihiko Tanimura, Akihiro Nezu, Takao Morita
    • Organizer
      4th Stensen symposium
    • Place of Presentation
      愛知県岡崎市
    • Year and Date
      2016-11-30
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Simultaneous monitoring of Ca2+ response and salivary secretion reveals the threshold level of intracellular Ca2+ concentration for salivary secretion in rat submandibular gland.2016

    • Author(s)
      Akihiro Nezu,Takao Morita, Akihiko Tanimura
    • Organizer
      4th Stensen symposium
    • Place of Presentation
      愛知県岡崎市
    • Year and Date
      2016-11-30
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  • [Presentation] Enhancement of salivary secretions and gene expressions in the submandibular gland and the brain by preadministration of pilocarpine2016

    • Author(s)
      Takao Morita, Akihiro Nezu, Akihiko Tanimura
    • Organizer
      4th Stensen symposium
    • Place of Presentation
      愛知県岡崎市
    • Year and Date
      2016-11-30
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] In vivoイメージングを使った細胞内シグナルと生体機能の同時解析:唾液腺腺房細胞のCa2+応答と唾液分泌2016

    • Author(s)
      谷村明彦、根津顕弘、森田貴雄
    • Organizer
      第58回歯科基礎医学会学術大会
    • Place of Presentation
      北海道札幌市
    • Year and Date
      2016-08-24
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    • Invited
  • [Presentation] ピロカルピンの前投与による唾液分泌亢進と遺伝子発現変化2016

    • Author(s)
      森田貴雄、根津顕弘、谷村明彦
    • Organizer
      第58回歯科基礎医学会学術大会
    • Place of Presentation
      北海道札幌市
    • Year and Date
      2016-08-24
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  • [Presentation] ムスカリン受容体を介するカルシウム応答に対する局所麻酔薬の抑制作用とその作用機序2016

    • Author(s)
      島谷真梨、岩田采奈、根津顕弘、谷村明彦
    • Organizer
      第58回歯科基礎医学会学術大会
    • Place of Presentation
      北海道札幌市
    • Year and Date
      2016-08-24
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] アセチルコリンによる顎下腺のCa2+オシレーションにおける腺血流動態の影響2016

    • Author(s)
      根津顕弘、森田貴雄、石井久淑、谷村明彦
    • Organizer
      第58回歯科基礎医学会学術大会
    • Place of Presentation
      北海道札幌市
    • Year and Date
      2016-08-24
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] アセチルコリンによって惹起される顎下腺全体で同期するCa2+オシレーションとその発生機構2016

    • Author(s)
      根津顕弘、森田貴雄、石井久淑、永井健治、谷村明彦
    • Organizer
      第89回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2016-03-09
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] ピロカルピンの前投与による唾液腺および脳組織における遺伝子発現変化2016

    • Author(s)
      森田貴雄、根津顕弘、谷村明彦
    • Organizer
      第67回日本薬理学会北部会
    • Place of Presentation
      北海道札幌市
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] アセチルコリン刺激で惹起される顎下腺全体で同期するCa2+オシレーションとその発生機構2016

    • Author(s)
      根津顕弘、森田貴雄、永井健治、石井久淑、谷村明彦
    • Organizer
      第67回日本薬理学会北部会
    • Place of Presentation
      北海道札幌市
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規IP3測定法-競合的蛍光リガント結合アッセイ法-2016

    • Author(s)
      谷村明彦、大浦泰、村田佳織、森田貴雄、根津顕弘、周東智
    • Organizer
      第67回日本薬理学会北部会
    • Place of Presentation
      北海道札幌市
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  • [Presentation] 顎下腺のCa2+応答と唾液分泌の同時測定による分泌におけるCa2+濃度の閾値の算定2016

    • Author(s)
      根津顕弘、森田貴雄、永井健治、谷村明彦
    • Organizer
      第61回日本唾液腺学会学術集会
    • Place of Presentation
      東京都文京区
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  • [Presentation] ピロカルピン前投与による顎下腺および脳組織での遺伝子発現の増加2016

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      森田貴雄、根津顕弘、谷村明彦
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      第61回日本唾液腺学会学術集会
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      東京都文京区
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  • [Presentation] アセチルコリン刺激による顎下腺全体で同期したCa2+オシレーションとその発生機構2015

    • Author(s)
      根津顕弘、森田貴雄、永井健治、谷村明彦
    • Organizer
      第60回日本唾液腺学会
    • Place of Presentation
      東京都文京区
    • Year and Date
      2015-12-05
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] ピロカルピンの前投与による唾液分泌量増加のメカニズムの解明2015

    • Author(s)
      森田貴雄、関 有里、石田成美、根津顕弘、谷村明彦
    • Organizer
      第60回日本唾液腺学会
    • Place of Presentation
      東京都文京区
    • Year and Date
      2015-12-05
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] アセチルコリン刺激によって惹起される顎下腺全体で同期するCa2+オシレーションの発生機構2015

    • Author(s)
      根津顕弘、森田貴雄、谷村明彦
    • Organizer
      第57回歯科基礎医学会学術大会・総会
    • Place of Presentation
      新潟県新潟市
    • Year and Date
      2015-09-11
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  • [Presentation] アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを用いた Ca2+バイオセンサー恒常発現細胞における培養時の Ca2+応答と細胞の動きの同時解析2015

    • Author(s)
      森田貴雄、根津顕弘、谷村明彦
    • Organizer
      第57回歯科基礎医学会学術大会・総会
    • Place of Presentation
      新潟県新潟市
    • Year and Date
      2015-09-11
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Real-time imaging of Ca2+ dynamics in rat submandibular gland during salivary secretion in live animals2015

    • Author(s)
      Akihiro Nezu, Takao Morita, Takeharu Nagai, Akihiko Tanimura
    • Organizer
      Gordon Research Conference: Ca2+ signaling
    • Place of Presentation
      Boston, MA, USA
    • Year and Date
      2015-06-07
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      2015 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A novel method for IP3 measurement with fluorescent adenophostin A derivatives2015

    • Author(s)
      Akihiko Tanimura , Akihiro Nezu, Takao Morita, Satoshi Shuto
    • Organizer
      Gordon Research Conference: Ca2+ signaling
    • Place of Presentation
      Boston, MA, USA
    • Year and Date
      2015-06-07
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  • [Presentation] 生きた動物の唾液腺におけるアセチルコリンによる組織全体で同期するCa2+振動2015

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      根津顕弘、森田貴雄、東城庸介、永井健治、谷村明彦
    • Organizer
      第88回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      愛知県名古屋市
    • Year and Date
      2015-03-18 – 2015-03-20
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 生きた動物における薬物および神経刺激による顎下腺のCa2+応答、唾液分泌および血流量の同時測定2014

    • Author(s)
      根津顕弘、森田貴雄、東城庸介、永井健治、谷村明彦
    • Organizer
      第59回日本唾液腺学会学術集会
    • Place of Presentation
      東京都文京区
    • Year and Date
      2014-12-06
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] アデノウイルスのin vivo遺伝子導入法を用いたラット顎下腺腺房細胞へのStim1-mKO1発現によるCa2+応答の増大および唾液分泌への影響2014

    • Author(s)
      森田貴雄、根津顕弘、東城庸介、谷村明彦
    • Organizer
      第59回日本唾液腺学会学術集会
    • Place of Presentation
      東京都文京区
    • Year and Date
      2014-12-06
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 唾液分泌刺激薬による顎下腺のCa2+応答のintravital イメージングと唾液分泌の同時測定2014

    • Author(s)
      根津顕弘、森田貴雄、東城庸介、谷村明彦
    • Organizer
      第56回歯科基礎医学会学術大会・総会
    • Place of Presentation
      福岡県福岡市
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを用いたCa2+バイオセンサーの長期発現と唾液腺細胞の長時間Ca2+イメージング2014

    • Author(s)
      森田貴雄、根津顕弘、東城庸介、谷村明彦
    • Organizer
      第56回歯科基礎医学会学術大会・総会
    • Place of Presentation
      福岡県福岡市
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 生きた動物における学会線Ca2+応答のリアルタイムイメージングと唾液分泌の同時測定2014

    • Author(s)
      根津顕弘、森田貴雄、東城庸介、谷村明彦
    • Organizer
      第28回唾液腺談話会
    • Place of Presentation
      福岡県福岡市
    • Year and Date
      2014-09-25
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      2014 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Intravital Ca2+イメージングによる唾液分泌制御機構の解析2014

    • Author(s)
      谷村明彦、根津顕弘、森田貴雄、東城庸介、佐藤寿哉、石井久淑
    • Organizer
      H26年度生理学研究所研究会「唾液腺形成研究会~機能解析から器官再生へ~」
    • Place of Presentation
      愛知県岡崎市
    • Year and Date
      2014-08-04 – 2014-08-05
    • Related Report
      2014 Research-status Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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