Development of low invasive long-term imaging technique for studying salivary gland Ca2+ response and functional regeneration

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K11484
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Functional basic dentistry
• Research Institution: Health Sciences University of Hokkaido
• Principal Investigator: Tanimura Akihiko 北海道医療大学, 歯学部, 教授 (70217149)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石井 久淑 北海道医療大学, 歯学部, 教授 (00275489) ; 根津 顕弘 北海道医療大学, 歯学部, 准教授 (00305913) ; 森田 貴雄 日本歯科大学, 新潟生命歯学部, 准教授 (20326549) ; 赤松 徹也 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 准教授 (80294700)
• Research Collaborator: MURATA Kaori ; MINOWA Erika ; GOH Kenji ; ISHIDA Narumi ; JAHAN Azmeree
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 唾液腺 / in vivo / 蛍光 / カルシウム / 遺伝子 / ウイルス

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study is the development of low invasive and long term methods for in vivo Ca2+ imaging studies using genetically encoded Ca2+ indicators (GECI) in rat salivary glands. We used adeno associated virus and lentivirus for the long term expressions of GECI, such as YC-Nano50, G-GECO, GCaMP, and succeeded in expression of these molecules more than one month. We also used fiber imaging systems for low invasive imaging, and succeeded in the observation of Ca2+ wave in GCamP-expressing salivary acinar cells in in vivo Ca2+ imaging.

Free Research Field

薬理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

In vivo Ca2+イメージング技術に、微小圧力センサーを使ったリルタイム唾液分泌測定法や、レーザースペックル血流計を使った血流イメージング法を組合わせる事によって、アセチルコリン刺激による唾液分泌における唾液腺腺房細胞のCa2+応答と血流の関係を解析することが可能になった。光ファイバー・システムを導入することによって、神経刺激や感覚刺激などの生理的な刺激による唾液分泌とCa2+応答の解析が可能になると期待される。また長期期間のストレスや薬物投与による唾液分泌障害や、唾液腺の再生や機能回復に伴うCa2+応答の変化の解析には、長期間のCa2+イメージング観察が有用になると期待される。