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【生体内膵島Ca2+イメージング法の確立】全組織・全細胞に組み込んだ２波長型高感度Ca2+インジケータータンパク質（YC-Nano50）遺伝子を、β細胞のみで発現誘導する遺伝子改変マウスを用い、β細胞の生体内Ca2+動態観察を行った。その結果、Ca2+濃度の周期的変化は麻酔薬の種類によって大きく変化することが判明したため、手術法と光路系の改良に取り組み、無麻酔・覚醒下条件での測定を行った。これにより顕微鏡視野内にある複数の膵島のCa2+濃度変化を同時測定し、各膵島における周期的変化に関する自己相関関数解析、複数の膵島間における相互相関関数解析を実施した。その結果、絶食あるいは摂食に伴って特徴的な変動パターンを示す膵島のCa2+活動を見出し、その一部については分子機序を解明した。
【同期機構の細胞・分子レベルの解析】膵島間の同期性を制御する因子を検索するため、培養β細胞MIN6を用いて細胞レベルの解析を行った。これまでに、候補分子のノックダウンにより、休止期の時間が不揃いになって同調が悪化することを見出しているので、その機序に迫るため、膜電位や細胞内Ca2+放出などへの影響を、イメージング法を活用して解析した。その結果、膵β細胞に強く発現するTRPM5がムスカリン受容体刺激に伴う一過性のCa2+濃度低下に関与する結果を得た。また、β細胞特異的YC-Nano50発現マウスの単離膵島標本を用いたCa2+イメージング法を用いて、ムスカリン受容体刺激に伴うCa2+濃度変化を解析したところ、Ca2+濃度抑制に先行して一過性の脱分極が見られる新たな発見があった。
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