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蛍光リガンド・受容体一体型センサーによる細胞間コミュニケーションの解析

公募研究

研究領域共鳴誘導で革新するバイオイメージング
研究課題/領域番号 18H04741
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関北海道医療大学

研究代表者

谷村 明彦  北海道医療大学, 歯学部, 教授 (70217149)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード蛍光センサー / FRET / 蛍光タンパク質 / 受容体 / リガンド / シリカ不織布 / アセチルコリン / アンジオテンシンII / 細胞外メッセンジャー / イメージング / TGFβ / FGF
研究実績の概要

本研究では、蛍光ラベルした受容体と蛍光リガンドの結合によって起こるFRETが、サンプル中のリガンドによって低下する事を利用する新しい測定法(競合FRET法)を使って、細胞外メッセンジャー測定センサーを開発する。さらにそれを発展させ、分子内にリガンド部とその結合サイトをもつtethered型センサー技術の確立を試みた。これらの方法を使って唾液腺におけるCa2+オシレーションの組織レベル同調のしくみや、歯原性上皮細胞(SF2細胞)と歯髄幹細胞(DPSC)の共培養によって発生する自発的Ca2+オシレーションのしくみを明らかにする。
競合FRET法を新しいセンサー開発に利用できる事を確認するために、蛍光ラベルしたアビジンと蛍光ビオチンの結合や、蛍光ラベルした抗体と蛍光抗原の結合によって起こるFRETが、競合分子によって減弱することを確認した。またCFPを連結したIP3受容体のリガンド結合部(CFP-LBD)への蛍光リガンドの結合によって、従来の1分子型センサー(LIBRA)の約10倍の蛍光変化率が起こることに加えて、FRETドナーとしてCFPを円順列変異体やチオール反応性蛍光物質を使用することで、蛍光変化率をさらに大きく改善できることが明らかになった。
これらの技術をtethered型センサーの開発に応用するために、ビオチン・アデノホスチン誘導体(B-ADA)を合成し蛍光アビジンを使ったIP3の測定に成功した。そこでCFP-LBDにアビジン・コンカタマーを連結させたリガンド・受容体一体型IP3センサーを作成してB-ADAによる蛍光変化を確認した。しかし蛍光変化率が期待の20%程度であったため、AngIIやEGFセンサーへの応用は難しいと判断し、SpyCatcher/SpyTag(SpyC/SpyT)技術を利用して2つの分子を結合させた改良型tethered型IP3センサーを作成した。この結果からSpyC/SpyT技術がtethered型センサーの作成に利用可能であるが、さらなる蛍光変化率の改善が必要と考えられた。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] University of Auckland(ニュージーランド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] KU Leuven(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Association Between N-Desmethylclozapine and Clozapine-Induced Sialorrhea: Involvement of Increased Nocturnal Salivary Secretion via Muscarinic Receptors by N-Desmethylclozapine2020

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Shuhei、Kobayashi Masaki、Hashimoto Naoki、Mikami Hideaki、Tanimura Akihiko、Narumi Katsuya、Furugen Ayako、Kusumi Ichiro、Iseki Ken
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics

      巻: 375 号: 2 ページ: 376-384

    • DOI

      10.1124/jpet.120.000164

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Competitive Fluorescent Ligand Assay for Inositol 1,4,5-Trisphosphate2019

    • 著者名/発表者名
      Tanimura Akihiko、Shuto Satoshi
    • 雑誌名

      Methods in molecular biology

      巻: 2091 ページ: 137-144

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-0167-9_12

    • ISBN
      9781071601662, 9781071601679
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 新規組織透明化技術による歯および歯周組織の立体構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      石田 成美, 関 有里, 根津 顕弘, 谷村 明彦
    • 雑誌名

      北海道医療大学歯学会雑誌

      巻: 38 ページ: 29-36

    • NAID

      120006821070

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 歯原性上皮細胞におけるマイグレーションの制御因子の同定-成長因子とケモカインの相互作用-2019

    • 著者名/発表者名
      村田 佳織,石田 成美,齊藤 正人,谷村 明彦
    • 雑誌名

      北海道医療大学歯学会雑誌

      巻: 38 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of full-length human amelogenin on the differentiation of dental epithelial cells and osteoblastic cells2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Ayumi、Morita Takao、Murata Kaori、Minowa Erika、Jahan Azmeree、Saito Masato、Tanimura Akihiko
    • 雑誌名

      Archives of Oral Biology

      巻: 107 ページ: 104479-104479

    • DOI

      10.1016/j.archoralbio.2019.07.004

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous monitoring of Ca2+ responses and salivary secretion in live animals reveals a threshold intracellular Ca<sup>2+</sup> concentration for salivation.2019

    • 著者名/発表者名
      Nezu A, Morita T, Nagai T, Tanimura A
    • 雑誌名

      Experimental physiology

      巻: 104 号: 1 ページ: 61-69

    • DOI

      10.1113/ep086868

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bcl-2 and IP3 compete for the ligand-binding domain of IP3Rs modulating Ca2+ signaling output2019

    • 著者名/発表者名
      Ivanova Hristina、Wagner Larry E.、Tanimura Akihiko、Vandermarliere Elien、Luyten Tomas、Welkenhuyzen Kirsten、Alzayady Kamil J.、Wang Liwei、Hamada Kozo、Mikoshiba Katsuhiko、De Smedt Humbert、Martens Lennart、Yule David I.、Parys Jan B.、Bultynck Geert
    • 雑誌名

      Cellular and Molecular Life Sciences

      巻: 0 号: 19 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1007/s00018-019-03091-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 生体内の分子・機能を観るバイオイメージング技術2019

    • 著者名/発表者名
      谷村 明彦
    • 雑誌名

      O Plus E

      巻: in press

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      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 歯原性上皮細胞におけるマイグレーションの制御因子の同定―成長因子とケモカインの相互作用-2019

    • 著者名/発表者名
      村田佳織,石田成美,齊藤 正人,谷村 明彦
    • 雑誌名

      北海道医療大学歯学雑誌

      巻: in press

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      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Measurement of IP3 by using Competitive Fluorescent Ligand Assay (CFLA) method2019

    • 著者名/発表者名
      Jahan A, Nezu A, Tanimura A
    • 雑誌名

      北海道医療大学歯学雑誌

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Bcl 2 and IP3 compete for the ligand_binding domain of IP3Rs modulating Ca2+ signaling output2019

    • 著者名/発表者名
      Ivanova H, Wagner LE II, Tanimura A, Vandermarliere E, Luyten T, Welkenhuyzen K, De Smedt H, Lennart ML,Yule DI,Parys JB, Bultynck G
    • 雑誌名

      Cellular and Molecular Life Sciences

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] InVivo imaging study for the regulation of salivary gland functions.2018

    • 著者名/発表者名
      Tanimura A
    • 雑誌名

      Impact

      巻: 2018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] IP<sub>3</sub>シグナル解析法の進歩と細胞内シグナル研究への応用2018

    • 著者名/発表者名
      谷村明彦,根津顕弘,森田貴雄,村田佳織
    • 雑誌名

      日本薬理学雑誌

      巻: 152 号: 1 ページ: 21-27

    • DOI

      10.1254/fpj.152.21

    • NAID

      130007403956

    • ISSN
      0015-5691, 1347-8397
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 薬物性歯肉増殖症におけるTGF‐βの関与2018

    • 著者名/発表者名
      蓑輪映里佳, 谷村明彦, 齊藤正人
    • 雑誌名

      北海道医療大学歯学雑誌

      巻: 37 ページ: 55-55

    • NAID

      120006495190

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 歯原性上皮細胞株と歯髄幹細胞の共培養による自発的Ca2+応答の解析2020

    • 著者名/発表者名
      石田成美, 谷村明彦
    • 学会等名
      日本歯科保存学会2020年度秋季学術大会(第153回)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Intravital imagingと遺伝子解析による唾液腺における代償性機能亢進の分子機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      根津顕弘,高橋 茂,森田貴雄,谷村明彦
    • 学会等名
      第62回歯科基礎医学会学位術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ラットグリア細胞腫瘍由来C6細胞のATP刺激による細胞体と突起部のカルシウム応答の特性2020

    • 著者名/発表者名
      郷賢治,根津顕弘,照光真,谷村明彦
    • 学会等名
      第62回歯科基礎医学会学位術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 原性上皮細胞株と歯髄幹細胞の共培養による自発的Ca2+振動の増強2020

    • 著者名/発表者名
      石田成美, 村田佳織, 谷村明彦
    • 学会等名
      第62回歯科基礎医学会学位術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of acetylcholine-induced salivary secretion in different AQP5 expression rat strains2020

    • 著者名/発表者名
      Tahmina Akter, Akihiro Nezu, Akihiko Tanimura
    • 学会等名
      第62回歯科基礎医学会学位術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of fluorescent biosensors using competitive FRET analyses2020

    • 著者名/発表者名
      Azmeree Jahan, Akihiro Nezu, Akihiko Tanimura
    • 学会等名
      第62回歯科基礎医学会学位術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光イメージングによるCa2+シグナル解析とその応用-細胞レベルから個体レベル-2020

    • 著者名/発表者名
      谷村明彦,根津顕弘
    • 学会等名
      第62回歯科基礎医学会学位術大会(アップデートシンポジウム:細胞内Ca2+による細胞機能の調節:パッチクランプ法から光学イメージング法によるアプローチまで)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グリア細胞腫瘍に由来するC6細胞のATPによる局所的カルシウムイオン濃度の上昇とその発生機構2020

    • 著者名/発表者名
      郷 賢治, 根津 顕弘, 照光 真, 谷村 明彦
    • 学会等名
      北海道医療大学歯学会第38回学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] In vivo機能解析と遺伝子情報に基づく唾液腺機能亢進機構の研究と口腔乾燥症治療への提案2019

    • 著者名/発表者名
      谷村明彦,根津顕弘,森田貴雄
    • 学会等名
      第61回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 知症の発症・進行と関連しうる細胞内カルシウム動態とその変調に関する最近の知見2019

    • 著者名/発表者名
      谷村明彦
    • 学会等名
      認知症と口腔機能研究会 第1回学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 歯原性上皮細胞株と歯髄幹細胞の共培養によるCa2+応答のイメージング解析2019

    • 著者名/発表者名
      石田成美, 村田佳織, 谷村明彦
    • 学会等名
      第61回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ATPによるC6グリア由来細胞の局所的カルシウムイオン濃度の上昇とその発生機構2019

    • 著者名/発表者名
      郷 賢治,根津顕弘,照光真, 谷村明彦
    • 学会等名
      第61回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒト歯肉線維芽細胞における生理的刺激によるCa2+応答とフェニトインの作用2019

    • 著者名/発表者名
      蓑輪 映里佳, 根津顕弘, 倉重 圭史, 齊藤 正人, 谷村 明彦
    • 学会等名
      第61回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of acetylcholine-induced tissue-widely synchronized Ca2+ oscillations in rat submandibular gland using intravital imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Nezu, Takao Morita, Akihiko Tanimura
    • 学会等名
      Resonance Bio International Symposium (RBIS)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 超短時間組織透明化法とがんの診断および治療薬開発への応用2019

    • 著者名/発表者名
      金久保千晶,横山真子,吉田光希,佐藤惇,安彦善裕,谷村明彦
    • 学会等名
      第61回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アセチルコリンによって生じる顎下腺の組織レベルで同調するCa2+オシレーションとその発生機構2019

    • 著者名/発表者名
      根津顕弘,森田貴雄,石井久淑,谷村明彦
    • 学会等名
      第61回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of a novel fluorescent assay system with non-woven fabric of carboxylic acid-modified silica2019

    • 著者名/発表者名
      Azmeree Jahan, Narumi Ishida, Akihiko Tanimura
    • 学会等名
      第61回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アセチルコリンによって生じる顎下腺の組織レベルで同調するCa2+オシレーションと血流動態2019

    • 著者名/発表者名
      根津顕弘,森田貴雄,永井健治,石井久淑,谷村明彦
    • 学会等名
      第70回日本薬理学会北部会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 歯原性上皮細胞株と歯髄幹細胞の共培養によるCa2+応答の発生機構2019

    • 著者名/発表者名
      石田成美,村田佳織,谷村明彦
    • 学会等名
      第33回北海道薬物作用談話会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of a novel fluorescent assay system with non-woven fabric of carboxylic acid-modified silica2019

    • 著者名/発表者名
      Azmeree Jahan, Narumi Ishida, Akihiko Tanimura
    • 学会等名
      第33回北海道薬物作用談話会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ATPによるグリア細胞のカルシウムイオン濃度の上昇とその機構2019

    • 著者名/発表者名
      郷賢治,根津顕弘,照光真,谷村明彦
    • 学会等名
      第33回北海道薬物作用談話会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒト歯肉線維芽細胞のCa2+排出機構に対するフェニトインの作用2019

    • 著者名/発表者名
      蓑輪映里佳,ソヨッドトウフィクルイスラム,倉重圭史,村田佳織,谷村明彦,齊藤正人
    • 学会等名
      第57回日本小児歯科学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of improved IP3 biosensors using circularly permuted fluorescent proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Azmeree Jahan, Kaori Murata, Takao Morita, Akihiro Nezu, Akihiko Tanimura
    • 学会等名
      北海道医療大学歯学会第37回学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒト歯肉線維芽細胞におけるCa2+動態の変化とフェニトインの作用2019

    • 著者名/発表者名
      蓑輪映里佳,倉重圭史,村田佳織,根津顕弘,谷村明彦,齊藤正人
    • 学会等名
      北海道医療大学歯学会第37回学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒト歯肉線維芽細胞におけるCa2+動態の変化とフェニトインの作用.2019

    • 著者名/発表者名
      蓑輪映里佳,倉重圭史,村田佳織,根津顕弘,谷村明彦,齊藤正人.
    • 学会等名
      北海道医療大学歯学会第37回学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of improved IP3 biosensors using circularly permuted fluorescent proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Azmeree Jahan, 村田佳織, 森田貴雄, 根津顕弘, 谷村明彦
    • 学会等名
      北海道医療大学歯学会第37回学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] In vivo Ca2+イメージングと遺伝子発現の網羅的解析による唾液腺の代償性機能亢進機序の解明2018

    • 著者名/発表者名
      根津顕弘,森田貴雄,永井健治,谷村明彦
    • 学会等名
      第63回日本唾液腺学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] In vivo Ca2+イメージングと遺伝子の網羅的解析による唾液腺代償性機能亢進の分子メカニズムの解析2018

    • 著者名/発表者名
      根津顕弘,森田貴雄,谷村明彦.
    • 学会等名
      第60回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒト歯肉線維芽細胞におけるCa2+動態とフェニトインの作用2018

    • 著者名/発表者名
      蓑輪映里佳, 村田佳織, 倉重佳史, 齊藤正人, 谷村明彦
    • 学会等名
      第60回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 唾液腺培養細胞におけるムスカリン受容体刺激による遺伝子発現変化2018

    • 著者名/発表者名
      森田貴雄, 根津顕弘, 梨田智子, 谷村明彦
    • 学会等名
      第60回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] In vivo Ca2+イメージングと遺伝子の網羅的解析による唾液腺代償性機能亢進の分子メカニズムの解析2018

    • 著者名/発表者名
      根津顕弘, 森田貴雄, 谷村明彦
    • 学会等名
      第60回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 歯原生上皮細胞のマイグレーションと遺伝子発現におけるカルシウム応答の役割2018

    • 著者名/発表者名
      村田佳織, 森田貴雄, 根津顕弘, 齊藤正人, 谷村明彦
    • 学会等名
      第60回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Role of the store-operated calcium entry on differentiation of dental epithelial cells.2018

    • 著者名/発表者名
      Kaori Murata, Takao Morita, Akihiro Nezu, Masato Saitoh, Akihiko Tanimura.
    • 学会等名
      WCP2018 KYOTO 18th world congress of basic and clinical pharmacology_
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous monitoring of Ca2+ response and salivary secretion in rat submandibular gland in live animals.2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Nezu, Takao Morita, Akihiko Tanimura.
    • 学会等名
      WCP2018 KYOTO 18th world congress of basic and clinical pharmacology_
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] FRET法における被験物質蛍光センサーの固定用無機系繊維シート2018

    • 発明者名
      谷村明彦 小島理恵 佐々木晧平 川部雅章
    • 権利者名
      谷村明彦 小島理恵 佐々木晧平 川部雅章
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-179893
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-12-27  

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