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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
講師:
  小林 正明
  浜之上 誠
  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.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,カルシウム結合タンパク質を介する情報伝達機構は,高次神経機能の発現に重要な役割を担っている。当講座では,一連の神経特異的カルシウム結合蛋白質を見出し,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)を中心としたカルシウム情報の制御機構を解析している。HPCAは,様々な情報伝達系を制御することで活動電位の発生や神経細胞の生存に重要な役割を果たすと同時に,アルツハイマー病におけるAβ毒性を制御することを明らかとしてきた。本年度は,ストレス応答性のMAPキナーゼであるMLK3を介するグルタミン酸毒性の発現をHPCAが制御し,神経細胞死を抑制する基礎データを得た。
2.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,概日リズムの重要な調節機構であることを明らかとしている。本年度は,昨年度に発見した活性酸素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た。CK2が統御する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,抗アポトーシス系等の防御応答系のネットワークをコーディネートし,細胞死抑制プログラムを制御することを見いだした。
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・多分化能を保持しており,喪失した脳機能再生への応用が期待されている。当講座では,細胞膜透過性を持つp38MAPキナーゼ蛋白質による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,細胞膜透過型のp38MAPキナーゼ蛋白質を添加した脳切片培養系において,ダブルコルチン陽性神経幹細胞の遊走が亢進されることを見出した。現在,p38MAPキナーゼによる遊走能促進機構の解析と損傷脳における運動機能回復の解析を進めている。
4.神経幹細胞における細胞表面糖鎖抗原の解析
神経幹細胞の細胞膜表面にはアスパラギン酸結合型複合型糖鎖が特異的に発現している。当講座では,複合型糖鎖の生理的機能やその臨床応用を行なってきた。本年度は,アスパラギン酸結合型糖鎖を生成する糖転移酵素であるGnT-Vとその反応産物である糖蛋白質が,増殖期のマウス大脳由来神経幹細胞に高発現し,かつ神経細胞への分化時にはその発現が急激に減少することを見出した。現在,神経幹細胞の増殖・遊走・分化におけるGnT-Vの機能解析を進めている。
5.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,ダイカルシンとその標的糖タンパク質gp41の相互作用の解明のために,gp41の一部領域を欠失した変異蛋白質を作製し,変異蛋白質とダイカルシンとの結合能を解析し,gp41内のダイカルシン結合領域を同定した。
■ 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25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:25440035)
 研究課題:新規受精調節タンパク質による卵保護膜制御機構の分子解析  (研究代表者:三輪尚史)
 研究補助金:2200000円  (代表)
2.  平成25年度文部科学省科学研究費補助金 基盤研究(B)  (研究課題番号:24300197)
 研究課題:慢性期脊髄損傷をモデルとした神経回路のManufacturing戦略に関する研究  (研究分担者:浜之上 誠)
 研究補助金:1000000円  (分担)
3.  平成25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:23590283)
 研究課題:蛋白質リン酸化オシレータによる概日システムの統合制御  (研究代表者:田丸輝也)
 研究補助金:1000000円  (代表)
4.  平成25年度私立大学戦略的研究基盤形成支援事業
 研究課題:慢性炎症性疾患の再生医学  (研究代表者:浜之上 誠)
 研究補助金:2000000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 :日本生理学会評議員, 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.  小林正明 :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 :日本生理学会評議員, 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
    1          
 11
(3)
 
 2
 
 
三輪 尚史   准教授
博士(医学)
              3
 
 1
 
 
 
小林 正明   講師
医学博士
              
 
 
 
 
 
浜之上 誠   講師
医学博士
              3
 
 1
 
 
 
田丸 輝也   講師
博士(理学)
 3 1 1           4
(3)
 1
 1
 1
(1)
 
 
 3 1  0 0  0  10
(3)
 3
(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
         
 
 
三輪 尚史   准教授
博士(医学)
         3
 1
 
小林 正明   講師
医学博士
         
 
 
浜之上 誠   講師
医学博士
         3
 1
 
田丸 輝也   講師
博士(理学)
 3 1       4
(3)
 1
 
 3 1  0 0  0  10
(3)
 3
(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. Tamaru T, Hattori M, Ninomiya Y, Kawamura G, Varès G, Honda K, Mishra D-P, Wang B, Benjamin I, Sassone-Corsi P, Ozawa T, Takamatsu K:  ROS stress resets circadian clocks to coordinate pro-survival signals.  PLOS ONE  8 (12) :e82006 , 2013
総説及び解説
1. 田丸輝也:  周期性の生命科学-時計分子医療に向けて「日周性シグナルによる生理機能制御」.  東邦医学会雑誌  60 (5) :289 -291 , 2013
2. 田丸輝也, 池田正明:  時間分子医療に向けたサーカディアンシグナロソームの解明~クロノバイオシグナルを捉える~.  日本生理学雑誌  75 (5) :247 , 2013
3. 田丸輝也:  CK2を中核としたサーカディアンシグナロソームによる体内時計制御.  日本生理学雑誌  75 (5) :41 -43 , 2013
その他
1. 田丸輝也:  ROS stress resets circadian clocks to coordinate pro-survival signals.  Journal of physiological science  64 :S90 , 2014
■ 学会発表
国内学会
1. ◎田丸輝也: 活性酸素ストレスに応答する概日時計リセットシグナルは細胞生存プログラムを制御する.  第91回日本生理学会大会,  鹿児島,  2014/03
2. ◎浜之上 誠, 緒方 徹, 中嶋一行, 高松 研: 内在性ミクログリア再活性化による慢性脊髄損傷治療法の基礎的研究.  第91回日本生理学会大会,  鹿児島,  2014/03
3. ◎河村玄気, 服部 満, 田丸輝也, 小澤岳昌: Elucidation of molecular mechanism underlying synchronization of circadian clock by UV light irradiation.  日本化学会第94春季年会,  名古屋,  2014/03
4. ◎田丸輝也, 服部 満, 二宮康晴, 河村玄気, 小澤岳昌, 高松 研: 生死の臨界となる活性酸素ストレスは概日時計をリセットする.  第36回日本分子生物学会年会,  神戸,  2013/12
5. ◎浜之上 誠, 池田義孝, 緒方 徹, 高松 研: 糖転移酵素GnT-Vの神経幹細胞における特異的発現と神経再生への関与.  第36回日本分子生物学会年会,  神戸,  2013/12
6. ◎田丸輝也, 服部 満, 二宮康晴, 河村玄気, 小澤岳昌, 高松 研: 時計リセットシグナルによるROSストレス応答系の制御.  第20回日本時間生物学会学術大会,  大阪,  2013/11
7. ◎土井範子, 廣井直樹, 並木 温, 藤代健太郎, 佐藤二美, 高松 研, 坪井康次: 低学年の採血教育へのシナリオ教育の導入.  第1回日本シミュレーション医療教育学会,  新潟,  2013/07
8. ◎岸太一,土井範子,藤代健太郎,佐藤二美,坪井康次,高松研:: 「誓いの言葉」で記された学習態度と臨床実習における成績.  第45回日本医学教育学会大会,  千葉,  2013/07
9. ◎浜之上 誠, 池田義孝, 高松 研: 分裂期神経幹細胞特異的に限定的に発現する糖転移酵素GnT-V.  Neuroscience2013, 第36回日本神経科学大会, 第56回日本神経化学会大会, 第23回日本神経回路学会大会,  京都,  2013/06
10. ◎田丸輝也: 日周性シグナルによる生理機能制御.  第142回東邦医学会例会,  東京,  2013/06
11. ◎Miwa N, Hanaue M, Takamatsu K: Identification of the interactive regions between dicalcin and gp41; development of compounds that control the fertilization rate in frogs.  第91回日本生理学会大会,  鹿児島,  2014/03
12. ◎Miwa N, Hanaue M, Takamatsu K: Amino acid regions responsible for the interaction between dicalcin and gp41, a frog ZP protein.  第32回日本糖質学会年会,  大阪,  2013/08
13. ◎Miwa N, Hanaue M, Takamatsu K: Identification of the interactive regions of Xenopus dicalcin for its target glycoprotein, gp41.  第46回日本発生生物学会大会,  島根,  2013/05
国際学会
1. ◎Ninomiya Y, Tamaru T, Varès G, Wang B, Nenoi M: Mechanism study on the role of circadian adaptive system and senescence in radiosensitivity.  6th International Systems Radiobiology Workshop,  Chiba,  2014/03
2. ◎Hamanoue M, Ogata T, Nakajima K, Takamatsu K: Examination of therapeutic development for chronic spinal cord injury by microglial activation.  Neuroscience 2013, the 43th Annual SfN Meeting Neuroscience,  San Diego, USA,  2013/10
3. ◎Tamaru T: Circadian adaptive signaling integrally controls stress-responsive
pathways.  XIII European Biological Rhythms Society Congress,  Munich, Germany,  2013/08
4. ◎Miwa N, Hanaue M, Takamatsu K: Molecular mechanism for the interaction between Xenopus dicalcin and gp41, a Xenopus orthologue of ZP3.  46th Annual Meeting of Society for the Study of Reproduction,  Montreal, Canada,  2013/07
  :Corresponding Author
  :本学研究者