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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
准教授:
  三輪 尚史
  浜之上 誠
講師:
  小林 正明
  田丸 輝也
■ 概要
神経系を中心に細胞レベル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.概日時計を制御する細胞内シグナリングの解析
概日リズムは全身の細胞にある体内分子時計に基盤を持ち,環境変化への同調性を有する。分子時計は,時計遺伝子Bmal1, Cry等を中核とする転写・翻訳/翻訳後修飾の日周性機構により振動を生み,様々な生理機能のタイミングを統御している。当講座では,日周性に活性変動するキナーゼCK2,そのターゲットとなるBMAL1等の時計タンパク質の日周性リン酸化と核・細胞質間移行を発見し,その活性変動機序として概日時計タンパク質CRYによるキナーゼ活性抑制が関与していることを解明し,概日リズムの重要な調節機構であることを明らかにしている。また,活性酸素等の細胞傷害ストレスによる時計同調とそれに伴う適応応答機構を解明し,概日時計システムとヒートショック応答系のクロストークが,抗酸化系等の適応応答ネットワーク(クロノネットワーク)を統御することを明らかにしている。本年度は,細胞ストレスへの応答に,BMAL1とヒートショック転写因子HSF1と癌抑制転写因子p53が構成するクロノネットワークが時刻依存的に関与していることを見出した。
2.内在性神経幹細胞の増殖・遊走能促進機構の解析
神経幹細胞は自己増殖能・遊走能・多分化能を保持した細胞で,その機能向上は神経系の機能再生に直結している。当講座では,神経幹細胞に特異的に発現する因子の解析を行い,リン酸化酵素であるp38MAPキナーゼと,アスパラギン酸結合型糖鎖転移酵素のGnT-Vの同定を行ってきた。本年度は,HIVのTat配列を融合した細胞膜透過型p38MAPキナーゼタンパク質が持つ膜透過性・リン酸化活性と,培養神経幹細胞・培養脳切片中の神経幹細胞の遊走能との間に高い相関性が見られることを報告した。現在,p38MAPキナーゼタンパク質による内在性神経幹細胞の遊走能促進機構の更なる解析に加え,GnT-Vによる神経幹細胞および脳腫瘍細胞の遊走能制御機構の解析を進めている。
3.内在性神経膠細胞の機能制御による神経系機能再生機構の解析
分裂能力を持たない中枢神経細胞の再生能力は非常に乏しいが,その一方で神経系には,神経細胞を補助・保護するための神経膠細胞が多く存在し,健全な中枢神経の機能を維持する内在性再生機構として存在している。当講座では,障害を受けた中枢神経系の機能回復にはこのような内在性再生機構を促進することが肝要と考え,神経膠細胞の1つであるミクログリアに着目し解析を行ってきた。本年度は,本来細胞内に内在して機能しているリン酸化酵素p38MAPキナーゼタンパク質をマウス脊髄より調整したミクログリアの培養液中に添加することによって,ミクログリアを活性化できることを見出した。現在,活性化状態の詳細な検討と,活性化機構の解析を進めている。
4.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
受精における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。当講座では,精子-卵保護膜の相互作用を明らかにするために,アフリカツメガエルか受精における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。当講座では,精子-卵保護膜の相互作用を明らかにするために,アフリカツメガエルから見出した新規受精調節因子ダイカルシンの機能解析を進めている。本年度は,ダイカルシン作用が過剰な場合および欠失した場合において卵保護膜フィラメントを電子顕微鏡解析し,ダイカルシンが保護膜フィラメント間の融合を調節することにより,フィラメント配向性を制御することことを示唆する結果を得た。これは,卵保護膜フィラメント配向性と精子-卵相互作用を関連づける上で重要な知見であり,現在詳細な解析を進めている。
5.カルシウムイオンによる情報制御機構の解析
入力刺激依存性に応答する細胞内カルシウム情報伝達系は,多くのカルシウム結合タンパク質によって調節を受けつつ高次神経機能の発現を制御している。当講座では,neuronal calcium sensor (NCS)ファミリーに属するカルシウム結合タンパク質群を見出し,神経機能への関与を解析してきた。なかでも,海馬神経細胞に特徴的に発現するヒポカルシン(HPCA)は,情報伝達系を多彩に制御し,神経細胞の活動電位発生制御,細胞障害に対する抑制効果,アルツハイマー病のAβ毒性の緩和など,多くの海馬神経機能の制御に預かることを明らかとしてきた。本年度は,ELISAを用いたHPCA微量検出システムの開発を進め,感度の高度化を図りつつ,精神神経疾患の診断マーカーとしての可能性を検討している。
■ Keywords
カルシウム, 記憶, 海馬, 概日リズム, 転写因子, プロテインキナーゼ, 神経幹細胞, 糖鎖抗原, 受精, 卵
■ 当該年度の研究費受入状況
1.  平成28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:16K08530)
 研究課題:配偶子受精能の相互補完的な共役機構とその制御メカニズムの解析  (研究代表者:三輪尚史)
 研究補助金:1600000円  (代表)
2.  平成28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:15K08217)
 研究課題:蛋白質修飾・結合オシレータが司る時刻依存性適応システム  (研究代表者:田丸輝也)
 研究補助金:900000円  (代表)
その他
1.  平成28年度受託研究
 研究課題:再生医療用自動細胞培養装置に適した培養プロセスの開発  (研究代表者:高松 研)
 研究補助金:8000000円  (代表)
■ 教授・准教授・講師の公的役職
1.  高松 研 :日本学術会議連携会員, (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)日中医学協会評議員, (財)産業教育センター評議員
■ 教授・准教授・講師の学会・研究会の役員
1.  高松 研 :日本生理学会監事, 日本神経化学会評議員
2.  三輪尚史 :日本生理学会評議員
3.  浜之上 誠 :日本生理学会評議員, 日本神経化学会評議員
4.  小林正明 :日本生理学会評議員
5.  田丸輝也 :日本生理学会評議員, 日本神経化学会評議員, 日本時間生物学会評議員
■ 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
    3  4        
 7
(1)
 
 3
 
 
浜之上 誠   准教授
  1 1           1
 1
 
 
 
 
三輪 尚史   准教授
              2
 
 1
 
 
 
小林 正明   講師
 1 1 1 1          
 4
(1)
 
 
 1
 
田丸 輝也   講師
   2           1
(1)
 1
 2
 
 
 
 1 4  4 0  0  4
(1)
 3
(0)
 1
(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
■ 刊行論文
原著
1. 赤坂喜清, 藤澤千恵, 浜之上 誠, 鈴木健也, 木下利雄:  慢性心不全の病理:拡張不全型心不全における心筋組織再改築の分子制御.  心電図  37 (Suppl) :50 -53 , 2017
2. Hamanoue M, Morioka K, Ohsawa I, Ohsawa K, Kobayashi M, Tsuburaya K, Akasaka Y, Mikami T, Ogata T, Takamatsu K:  Cell-permeable p38 MAP kinase promotes migration of adult neural stem/progenitor cells.  Scientific Report  12 (6) :24279 -24289 , 2016
総説及び解説
1. Kobayashi M, Takamatsu K:  Hippocalcin.  Encyclopedia of Signaling Molecules  2nd Edition :1 -8 , 2017
2. Tamaru T, Ikeda M:  Circadian adaptation to cell injury stresses: a crucial interplay of BMAL1 and HSF1.  The Journal of Physiological Sciences  66 :303 -306 , 2016
その他
1. 小林正明:  医学教育分野別認証評価における自己評価の書き方を学ぶ.  新しい医学教育の流れ  16 (2) :119 -121 , 2016
2. 中田亜希子, 岡田弥生, 小林正明, 廣井直樹, 端詰勝敬, 並木 温:  共感する能力は教育できるか? −パネルディスカッションに参加して−.  新しい医学教育の流れ  16 (2) :142 -143 , 2016
3. Tamaru T, Kawamura G, Yoshitane H, Fukada Y, Ozawa T, Takamatsu K:  Molecular basis in clock genes to control synchronous circadian oscillation.  The Journal of Physiological Science  67 (Supplement1) :S69 , 2017
■ 著書
1. 高松 研 (高松 研 原案監修):  Vol.6 生命の維持システム 栄養の摂取と利用.  生命の科学 第2版 (DVD)  39min.  医学映像教育センター,  東京, 2016
2. 高松 研 (高松 研 原案監修):  Vol.7 人体の防御システム 内部環境の維持.  生命の科学 第2版 (DVD)  41min.  医学映像教育センター,  東京, 2016
3. 高松 研 (高松 研 原案監修):  Vol.8 人体の防御システム 防御のしくみ.  生命の科学 第2版 (DVD)  42min.  医学映像教育センター,  東京, 2016
4. 高松 研 (高松 研 原案監修):  Vol.5 生命の維持システム 血液循環の機能.  生命の科学 第2版 (DVD)  44min.  医学映像教育センター,  東京, 2016
■ 学会発表
国内学会
1. ◎三輪尚史, 花上まゆ, 高松 研: ダイカルシンとZP蛋白質間相互作用による保護膜微細構造の可変的調節.  第94回日本生理学会大会,  浜松,  2017/03
2. ◎浜之上 誠, 森岡和仁, 大澤郁朗, 大澤圭子, 小林正明, 赤坂喜清, 高松 研: 細胞膜透過型p38MAPキナーゼによる神経幹細胞の遊走能増強効果.  第94回日本生理学会大会,  浜松,  2017/03
3. ◎河村玄気, 田丸輝也, 服部 満, 高松 研, 小澤岳昌: 紫外光照射による哺乳類概日時計同調における時刻依存性分子応答の解析.  第39回日本分子生物学会年会,  横浜,  2016/12
4. ◎三輪尚史, 花上まゆ, 高松 研: マウス卵丘細胞膜に存在する受精調節因子の同定.  第89回日本生化学会大会,  仙台,  2016/09
5. ◎越本茉亜紗, 浜之上 誠, 高坂新一, 中嶋一行: 成熟ラットの傷害顔面神経核における活性化MAPキナーゼの低下.  第38回日本生物学的精神医学会 第59日本神経化学会大会,  福岡,  2016/09
6. ◎岡田弥生, 廣井直樹, 平 敬宏, 小林正明, 佐藤二美: 補習を必要とする学生に対する対応法の検討及びその成果.  日本リメディアル教育学会第12回全国大会,  大阪,  2016/08
7. ◎岡田弥生, 廣井直樹, 平 敬宏, 小林正明, 岸 太一, 佐藤二美: 東邦大学2年次学修支援対象者における補習講義の成果.  第48回日本医学教育学会大会,  高槻,  2016/07
8. ◎岡田弥生, 廣井直樹, 平 敬宏, 小林正明, 岸 太一, 佐藤二美: 東邦大学1年次学修支援対象者における補習講義の成果.  第48回日本医学教育学会大会,  高槻,  2016/07
9. ◎岸 太一, 土井範子, 佐藤二美, 高松 研: 本学の入学者選抜に対する入学者の評価.  第48回日本医学教育学会大会,  高槻,  2016/07
10. 大野 章, ◎岡田弥生, 高松 研, 佐藤二美: 社会貢献プログラム「中学生未来の医学夢スクール」の取り組み.  第48回日本医学教育学会大会,  高槻,  2016/07
11. ◎Tamaru T, Kawamura G, Yoshitane H, Fukada Y, Ozawa T, Takamatsu K: Molecular basis in clock genes to control synchronous circadian oscillation.  第94回日本生理学会大会,  浜松,  2017/03
国際学会
1. ◎Tamaru T, Hattori M, Kawamura G, Nakahata Y, Sassone-Corsi P, van der Horst GTJ, Ozawa T, Takamatsu K: Circadian oscillating CK2 to control molecular clock.  8th International Conference on Protein Kinase CK2,  Homburg, Germany,  2016/09
2. ◎Miwa N, Hanaue M, Takamatsu K: Structural basis of the mature egg-coating envelope meshwork accompanied by dicalcin-dependent control of fertilization efficiency in Xenopus laevis.  49th Annual meeting of society for the study of reproduction,  San Diego, USA,  2016/07
3. ◎Tamaru T, Hattori M, Kawamura G, Nakahata Y, Sassone-Corsi P, van der Horst GTJ, Ozawa T, Takamatsu K: Cry Drives Cyclic CK2-mediated BMAL1 Phosphorylation to Control the Mammalian Circadian Clock.  SRBR meeting 2016,  Palm Harbor, Florida, USA,  2016/05
その他
1. ◎小林正明: 分野別認証について. -医学教育の質保証-.  第35回東邦大学医学教育研究会,  東京,  2016/08
  :Corresponding Author
  :本学研究者