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 医学部 医学科 生理学講座/細胞生理学
 Division of Cellular Physiology, Department of Physiology

教授:
  高松 研
講師:
  小林 正明
  三輪 尚史
  浜之上 誠
■ 概要
神経系の機能や形態形成の調節機構に物質的な側面から迫る生理化学的研究を行っている。
1.カルシウムイオンによる情報制御機構の解析
神経細胞の情報伝達調節では,神経細胞の活動によって変動する細胞内カルシウムとカルシウム結合蛋白質を介する機構が重要な役割を担っている。当講座では,一連の神経細胞特異的カルシウム結合蛋白質を見出し,これらを中心とするカルシウム情報の制御機構を解析している。なかでも,海馬神経細胞に発現しているヒポカルシン(HPCA)は,様々な細胞内シグナリングを制御し活動依存性の応答変化や生存維持に重要な役割を果たすことを明らかとしている。最近,HPCAの作用の1つとして,クレアチンキナーゼBサブユニット(CKB)とCa2+依存性に結合し,活動依存性の局所エネルギー供給のシャトルとして働いていることを明らかとしたが,本年度は,結合キネティクスなどについて解析した。
2.概日時計を制御する細胞内シグナリングの解析
生体活動の概日リズムの中枢体内時計は視交叉上核(SCN)に存在する。SCNの神経活動は,時計蛋白質群の発現がネガティブフィードバックループによって制御されることで周期的調節を受けている。当講座では,SCNにおいて日周期依存的に活性が変動するセリン/スレオニンキナーゼCK2,そのターゲットとなるBMAL1等の時計蛋白質の周期性リン酸化と核・細胞質間移行を発見して,体内時計システムと細胞内シグナリングとのクロストークを中心に解析を進めている。本年度は,CK2によるBMAL1のリン酸化が,転写因子の核・細胞質間移行および転写複合体の安定性を調節していることを明らかとした。
3.神経幹細胞の増殖・遊走能制御機構の解析
神経幹細胞は自己増殖能・遊走能・多分化能を持っており,喪失脳機能再生への応用が期待されている。当講座では,内在性神経幹細胞の増殖・遊走能制御機構の解析を進めている。本年度は,p38MAPキナーゼが神経幹細胞で発現していること,さらにp38MAPキナーゼ蛋白質を細胞内に直接導入することにより,培養神経幹細胞の遊走能を増強できることを明らかにした。現在,遊走能制御機構について解析を進めている。
4.神経幹細胞における細胞表面糖鎖抗原の解析
神経幹細胞の高純度の精製を可能とするため,神経幹細胞に特異性の高い細胞表面抗原の探索が行われている。当講座では,複合型糖鎖が神経幹細胞に特異的に発現すること,さらにその高い特異性を利用して神経幹細胞を高純度・迅速に分離精製する方法を確立してきた。本年度は,培養神経幹細胞膜画分から,複合型糖鎖結合レクチンによるアフィニティクロマトグラフィーとTOF-MASを用いて複合型糖鎖発現分子のクローニングを行い,Anaplasric lymphoma kinase等複数の分子が存在することを見出した。
5.匂い受容機構の解析
匂い情報処理の最初のステップは鼻腔内の嗅細胞において匂い物質が受容されることに始まる。嗅細胞の匂い情報は嗅球内の僧帽細胞を経て大脳へ投射され,最終的に匂いとして受容される。当講座では,嗅細胞レベルでの情報処理メカニズムの解析を進めている。最近,嗅細胞にHPCAが発現しており,嗅覚刺激によるカルシウム依存性のguanylyl cyclase (GC) 活性化に関与することを見出した。HPCAはGCの活性化を通じ,cGMP依存性カチオンチャネルを活性化することで匂い情報の順応現象の制御に関わっていることが考えられ,解析を進めている。
6.受精成立過程における精子-卵相互作用の制御機構の解析
受精は動物種に普遍的な現象であるものの,精子と卵の相互作用は種特異的で,非常に巧妙に調節されている。受精の最初のプロセスは,卵を取り囲む細胞外の保護膜に精子が結合することで始まる。当講座では,精子-卵保護膜の相互作用を明らかとするために,精子-卵保護膜の結合および精子先体反応の分子機構の解析を進めている。本年度は,アフリカツメガエル卵保護膜に存在し,受精効率を調節している蛋白質(ダイカルシン)を見出した。
■ Keywords
カルシウム, 記憶, 海馬, 概日リズム, 視交叉上核, プロテインキナーゼ, 神経幹細胞, 糖鎖抗原, 嗅細胞, 卵
■ 当該年度の研究費受入状況
1.  平成21年度文部科学省科学研究費補助金 基盤研究C  (研究課題番号:20500344)
 研究課題:概日システムの同期/脱同期を制御する蛋白質修飾機構の解析  (研究代表者:田丸輝也)
 研究補助金:1000000円  (代表)
その他
1.  平成21年度日本私立学校振興・共済事業団経常費補助金 特別補助「大学院の高度化」
 研究課題:受精現象における新規カルシウム結合蛋白質dicalcinの機能解析  (研究代表者:高松 研)
 研究補助金:2600000円  (代表)
2.  平成21年度私立大学戦略的研究基盤形成支援事業
 研究課題:感染症・免疫難病の先進医療技術開発  (研究代表者:高松 研)
 研究補助金:1900000円  (代表)
3.  武田科学振興財団医学系研究奨励
 研究課題:周期変動キナーゼCK2による生理機能の時間的統合制御システムの研究  (研究代表者:田丸輝也)
 研究補助金:3000000円  (代表)
■ 教授・准教授・講師の公的役職
1.  高松 研 :日本学術会議連携委員, (社)私立大学情報教育協会医学情報教育研究委員会委員, (財)日中医学協会特別研究者選考委員, (財)産業教育センター理事
■ 教授・准教授・講師の学会・研究会の役員
1.  高松 研 :日本生理学会常任幹事, 日本神経化学会評議員
2.  小林正明 :日本生理学会評議員
3.  三輪尚史 :日本生理学会評議員
4.  浜之上 誠 :日本生理学会評議員, 日本神経化学会評議員
5.  田丸輝也 :日本神経化学会評議員
■ 当該年度研究業績数一覧表
研究者名 刊行論文 著書 その他 学会発表 その他
発表
和文英文 和文英文 国内国際
















高松 研   教授
医学博士
  2  5          
 9
 
 6
 
 
小林 正明   講師
医学博士
   1 1          1
 
 1
 
 
 
三輪 尚史   講師
博士(医学)
              3
 
 2
 
 
 
浜之上 誠   講師
医学博士
 1  1           3
(1)
 
 2
 
 
 
田丸 輝也   助教
博士(理学)
   1 1          3
 
 1
 
 
 
花上 まゆ
              1
 1
 
 
 
 
 1 3  0 0  0  11
(1)
 6
(0)
 0
(0)
研究者名 刊行論文 著書 その他 学会発表 その他
発表














高松 研   教授
医学博士
         
 
 
小林 正明   講師
医学博士
  1       1
 1
 
三輪 尚史   講師
博士(医学)
         3
 2
 
浜之上 誠   講師
医学博士
 1 1       3
(1)
 2
 
田丸 輝也   助教
博士(理学)
  1       3
 1
 
花上 まゆ
         1
 
 
 1 3  0 0  0  11
(1)
 6
(0)
 0
(0)
(  ):発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会 (  ):発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会
■ 刊行論文
原著
1. Miyamura N, Hirayama J, Sawanobori K, Tamaru T, Asaoka Y, Honda R, Yamamoto T, Uno H, Takamatsu K, Nishina H:  CLOCK:BMAL- independent circadian oscillation of zebrafish Cryptochrome1a gene.  Biological & Pharmaceutical Bulletin  32 (7) :1183-1187 , 2009
2. Hamanoue M, Matsuzaki Y, Sato K, Okano HJ, Shibata S, Sato I, Suzuki S, Ogawara M, Takamatsu K, Okano H:  Cell surface N-glycans mediated isolation of mouse neural stem cells.  Journal of Neurochemistry  110 :1575-1584 , 2009
3. Krishnan A, Duda T, Pertzev A, Kobayashi M, Takamatsu K, Sharma RK:  Hippocalcin, new Ca2+ sensor of a ROS-GC subfamily member, ONE-GC, membrane guanylate cyclase transduction system.  Molecular and Cellular Biochemistry  325 (1-2) :1–14 , 2009
4. Tamaru T, Hirayama J, Isojima Y, Nagai K, Norioka S, Takamatsu K, Sassone-Corsi P:  CK2alpha phosphorylates BMAL1 to regulate the mammalian clock.  Nature Structural & Molecular Biology  16 (4) :446 - 448 , 2009
総説及び解説
1. 浜之上 誠, 高松 研:  神経幹細胞による機能再建.  東邦医学会雑誌  56 (5) :378-380 , 2009
2. 大石道夫, 蓮沼克昌, 高松 研:  本学のシミュレーション・ラボの現状と計画.  東邦医学会雑誌  57 (2) :155-156 , 2010
3. Kobayashi M, Takamatsu K:  Hippocalcin.  Nature Molecule Pages: http://www.signaling-gateway.org/molecule/query?afcsid=A004097  :31,Jul , 2009
■ 学会発表
国内学会
1. ◎小林正明, 細野なつえ: カルシウム誘導性神経細胞死の抑制機構の解析と阻害薬開発の基礎研究.  第135回東邦医学会例会,  東京,  2010/02
2. ◎田丸輝也, 藤田和恵: 概日システムの同期/脱同期を制御する体内時計蛋白質修飾機構の解析.  第135回東邦医学会例会,  東京,  2010/02
3. ◎浜之上 誠, 佐藤健一郎: 脊髄後根神経節からの神経幹細胞分離・精製法の開発.  第135回東邦医学会例会,  東京,  2010/02
4. ◎田丸輝也, 高松 研: 多機能性キナーゼCK2はBMAL1を日周変動性にリン酸化する哺乳類概日システムの必須レギュレータである.  第32回日本分子生物学会年会,  横浜,  2009/12
5. ◎三輪尚史, 花上まゆ: 新規S100様カルシウム結合蛋白質の機能解析.  第63回東邦医学会総会,  東京,  2009/11
6. ◎三輪尚史, 小川元之, 平岡芳樹, 高松 研, 河村 悟: ダイカルシンによる糖鎖を介した受精阻害作用の分子メカニズムの解析.  第29回日本糖質学会,  高山,  2009/09
7. ◎田丸輝也, 高松 研: 概日変動性BMAL1キナーゼCK2は哺乳類体内時計の必須レギュレータである.  第32回日本神経科学大会,  名古屋,  2009/09
8. ◎浜之上 誠, 岡野ジェイムス洋尚, 岡野栄之, 高松 研: 神経幹細胞特異的な糖蛋白質の解析.  第32回日本神経科学大会,  名古屋,  2009/09
9. ◎藤代健太郎, 高松 研, 坪井康次, 杉薫, 前谷容, 松橋正和: 共用試験OSCEは意義があると考える学生の意向の検討.  第41回日本医学教育学会,  大阪,  2009/07
10. ◎岸 太一, 佐伯晴子, 高松 研, 坪井康次: 1年次面談実習における学習効果.  日本医学教育学会,  大阪,  2009/07
11. ◎並木温,佐藤二美,岸太一,盛田俊介,藤代健太郎,坪井康次,高松研: 東邦大学における診療問題解決型テュートリアルの現状と問題点..  第41回日本医学教育学会,  大阪,  2009/07
12. ◎浜之上 誠: 再生・移植治療の最前線~神経幹細胞による機能再建.  第134回東邦医学会例会,  東京,  2009/06
13. ◎花上まゆ: マウスS100A11の生殖器における機能解析.  第134回東邦医学会例会,  東京,  2009/06
14. ◎並木 温, 山崎純一, 盛田俊介, 坪井康次, 高松 研: 大森病院循環器内科におけるシミュレーターを用いた聴診実習の現状と今後の方向性.  第134回東邦医学会例会,  東京,  2009/06
15. ◎三輪尚史, 小川元之, 平岡芳樹, 高松 研, 河村 悟: アフリカツメガエルダイカルシンの受精における機能解析.  第42回日本発生生物学会大会,  新潟,  2009/05
国際学会
1. ◎Hamanoue M, Okano HJ, Okano H, Takamatsu K: Analysis of cell surface molecules with N-glycans on neural stem cells.  The 6th Joint Seminar on Biomedical Sciences among Prince of Songkla University, Chiang Mai University, Kunming Medical University and Toho University,  Tokyo,  2009/10
2. ◎Kobayashi M, Takamatsu K: Calcium- and hippocalcin-dependent membrane transfer of creatine kinase B.  36th International Congress of Physiological Sciences,  Kyoto,  2009/07
3. ◎Miwa N, Ogawa M, Hiraoka Y, Takamatsu K, Kawamura S: Functional analysis of Xenopus dicalcin in sperm-egg interaction.  36th International Congress of Physiological Sciences,  Kyoto,  2009/07
4. ◎Tamaru T, Hirayama J, Isojima Y, Takamatsu K, Sassone-Corsi P: Circadian rhythmic kinase CK2 phosphorylates BMAL1 to regulate the mammalian clock.  36th International Congress of Physiological Sciences,  Kyoto,  2009/07
5. ◎Hamanoue M, Okano HJ, Okano H, Takamatsu K: Analysis of cell surface molecules with complex type N-glycans on neural stem cells.  The 36th Congress of the International Union of Physiological Sciences,  Kyoto, Japan,  2009/07
6. ◎Miwa N, Ogawa M, Hiraoka Y, Takamatsu K, Kawamura S: Xenopus dicalcin, a novel mediator of sperm-egg interaction in the extracellular egg-coating membrane in Xenopus laevis eggs.  8th Pan-Pacific Connective Tissue Societies Symposium,  Kanagawa,  2009/06
  :Corresponding Author
  :本学研究者