薬学部 生物物理学教室
Department of Biophysics
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■ 概要
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研究概要
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当研究室ではアメフラシという海産の軟体動物を用い、摂食行動を発現させる中枢メカニズムを調べている。この動物の脳はニューロン数が非常に少なく、細胞体が大きいことから神経生理学的研究にはたいへん適している。アメフラシは海藻を食べるが、これまで好きな海藻や嫌いな海藻を与えた時におこる摂食、吐き出しなどの食物嗜好性行動を発現させる中枢メカニズムの研究を進めてきた。また、これまでの成果をもとに、アメフラシの老化に伴う摂食障害の発現メカニズムの研究も行っている。さらに、この動物の単純な神経系を利用し、神経科学分野で利用可能な研究用ツールの開発も行っている。
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老化に伴う摂食障害発現のメカニズムの解明、およびその薬物治療の試み
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関東以南の太平洋沿岸に生息するアメフラシ(Aplysia kurodai)は主に６〜７月に産卵し、その後、親は死んでしまうことから寿命は約1年と考えられている。そこで老化の研究にはたいへん適した動物である。その摂食行動を見ると、三浦半島や房総半島に生息するものでは６月下旬〜７月頃に食物摂取量が大きく減少することがこれまで観察されている。そこで私達の研究室では、このような摂食障害を引き起こすメカニズムを中枢系や末梢系のレベルから探っている。
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神経科学研究用ツールの開発
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クラミドモナスから単離されたチャンネルロドプシン２（ChR2）は、青色光で活性化されるカチオンチャンネルタンパク質である。このChR2を中枢の特定のニューロンに発現させると、そのニューロンを青色光で刺激することにより興奮させることが可能になる。そこでChR2遺伝子を発現ベクター（pNEX）に組込み、アメフラシニューロンへの遺伝子導入を行った。アメフラシの口球神経節内に存在するMAニューロンは摂食時の口の運動パターン形成で重要な役割を果たしていると考えられており、様々な運動ニューロンに情報を送っている。そこで、MAにChR2を発現させ、MAの光照射に伴う運動ニューロンの応答を調べた。電気生理学実験ではほとんどの運動ニューロンで抑制性のシナプス応答が見られるのに対し、青色光刺激では脱分極性応答が主に発現した。この理由として、遺伝子導入によりChR2は細胞全体に発現していることから、広い領域の光刺激ではMAの活動電位の伝導が抑制され軸索末端まで伝わっていない可能性が考えられた。そこで、青色レーザー光源を用いたビーム径（10μm）の小さい光刺激をMA細胞体の一部に与えたところ、予想されるほとんどのニューロンでIPSPを記録することができた。さらに本実験では、MA細胞体に長時間の強い光刺激やレーザービームを与えるとリズミカルな応答がMAやその他のニューロンに誘発されることがわかり、MAは潜在的にこのような能力があることが予想された。本研究の結果、ChR2法では適切な光刺激を行わないと本来の生理現象とは異なる応答が得られる危険性があることが示唆された。今後もChR2発現ニューロンの光刺激法についての問題点、注意点を単純な中枢神経系であるアメフラシを用いて詳しく調べていくつもりである。
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■ Keywords
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アメフラシ, 食物嗜好性, 老化, 摂食障害, アルツハイマー症, アミロイドβ, 薬物治療, 産卵ホルモン, チャンネルロドプシン２, 遺伝子導入, 光制御
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■ 当該年度の研究費受入状況
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1.
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基盤研究（B）
(研究課題番号：23300180)
研究課題：分子インプリント高分子を使った神経システム内D-アミノ酸挙動解析ツールの開発
(研究分担者：長濱辰文)
研究補助金：200000円 (分担)
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■ 教授・准教授・講師の公的役職
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1.
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長濱辰文
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：薬学部入試委員会委員長, 薬学部ハラスメント対策委員会委員長, 薬学部新棟建築委員会委員長, 薬学部副学部長, 東邦大学評議員
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■ 教授・准教授・講師の学会・研究会の役員
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■ 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 |
筆
頭 | 共
著 | 筆
頭 | 共
著 |
筆
頭 | 共
著 | 筆
頭 | 共
著 |
筆
頭 | 共
著 |
演
者 | 共
演 | 演
者 | 共
演 |
演
者 | 共
演 |
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長濱 辰文
教授
薬学博士
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| | | 2 |
1 | | | |
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3
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成末 憲治
講師
博士（理学）
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| | 1 | |
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1
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| 計 |
0 | ／ | 1 | ／ |
1 | ／ | 0 | ／ |
0 | ／ |
1
(0) | ／ |
0
(0) | ／ |
0
(0) | ／ |
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| 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 |
筆
頭 | 筆
頭
| 筆
頭 | 筆
頭
| 筆
頭 |
演
者 | 演
者
| 演
者 |
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長濱 辰文
教授
薬学博士
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1 | |
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成末 憲治
講師
博士（理学）
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| 1 |
| |
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1
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| 計 |
0 | 1 |
1 | 0 |
0 |
1
(0) |
0
(0) |
0
(0) |
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( )：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
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( )：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
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■ 刊行論文
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原著
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1.
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Tomioka, S., Nagahama, T.†, Tokuyama, R., Tatehara, S., Satomura, K.：
Nerve growth factor increases electrical activity of neural cells derived from murine bone marrow stromal cells.
Neuroendocrinology Letters
33
(2)
：177-182
, 2012
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2.
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Narusuye K＊†, Nagahama T†：
Effects of egg-laying hormone on the activity patterns of jaw muscles that were induced by taste stimulation in Aplysia kurodai.
The Journal of Physiological Sciences
63 Suppl. 1
：S124-S124
, 2013
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■ 著書
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1.
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長濱辰文†：
アメフラシ.
研究者が教える動物飼育、第１巻 —ゾウリムシ、ヒドラ、貝、エビなどー
99-103.
共立出版,
東京、日本,
2012
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■ 学会発表
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国内学会
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1.
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◎成末憲治†, 長濱辰文†：
味刺激により誘発されるアメフラシ顎筋活動パターンに対する産卵ホルモンの効果.
第90回日本生理学会大会,
東京,
2013/03
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2.
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◎浜口 亜也，福沢 翔太，石神 昭人，高橋 良哉，長濱 辰文：
アメフラシ中枢におけるアミロイドベータ様物質の老化に伴う分布の変化とAPPの解析.
日本神経科学学会,
名古屋,
2012/09
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3.
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木村 亮介，荒若 宏人，吉見 靖男，長濱 辰文：
アメフラシ口球神経節におけるD-アミノ酸が神経伝達に与える影響の解析.
日本神経科学学会,
名古屋,
2012/09
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