【研究領域課題番号】19K22483 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

脂質 / 酵素 / 腸内細菌叢 / アレルギー / メタボローム / 生体分子 / 細胞・組織 / がん

【研究成果の概要】

本研究では、細胞外リン脂質分解酵素sPLA2を基軸に、脂質代謝の視点から腸内細菌叢の新規調節機構を解明することを目的とした。腸管に限局分布するsPLA2-IIA, -Xの各欠損マウスでは腸内細菌叢が変化し、これに伴い血中代謝物や糞便脂質が変化し、皮膚や脂肪組織に癌、アレルギー、肥満等と関連する表現型を発症した。欠損マウスを野生型マウスと同居飼育、またはよりクリーンな環境で飼育すると、両群間の腸内細菌叢に差が見られなくなり、皮膚や脂肪組織の表現型が消失した。このことから、腸管sPLA2は腸内細菌叢の制御を通じて遠隔臓器の病態発症に影響を及ぼすことが明らかとなった。

【研究の社会的意義】

近年、腸内細菌叢の組成変化が腸疾患だけでなく遠隔組織の病態にも波及することが注目されている。したがって、腸内細菌叢が宿主に及ぼす影響とそのメカニズムを解明することは、国民のQOL向上を目指す上で学術的にも社会的にも重要である。本研究は細胞外リン脂質代謝酵素sPLA2の動作原理に関する概念を大きく転換させるものであり、脂質や腸内細菌叢の研究領域への学術的貢献度は高い。また社会的には、将来的にsPLA2の機能介入を通じて腸内細菌叢と宿主の相互作用をプレバイオティクスやプロバイオティクスにより人為的に調節できれば、新しい機序に基づく健康食品・医薬品の開発に結びつくことも期待される。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2019-06-28 - 2021-03-31

【配分額】6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)

【研究領域課題番号】19K08858 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

血管内皮細胞 / アンジオクライン / 細胞・組織 / シグナル伝達 / 生体分子 / 造血幹細胞増幅 / 造血幹細胞生着 / 造血幹細胞移植 / アンジオクライン因子

【研究成果の概要】

本研究では、臍帯血移植における骨髄組織特異的血管内皮に注目した、斬新なアプローチで生着不全の克服と、造血回復の促進を目標に据えた基礎的研究を行った。すなわち、研究分担者らの先行研究によって明らかになっているニッチ構成分子である血管内皮細胞に、造血幹細胞増殖、分化促進能が潜在していることを確認し、疾患動物モデルや細胞移植モデル等を用いて、成体血管内皮細胞の造血系細胞の増殖能、成体内の血管内皮造血転換の詳細を明らかにしていった。本研究は臍帯血移植の重要課題である生着不全と造血回復遅延に対し、造血系細胞と血管内皮細胞との共移植療法の有効性を示唆した。

【研究の社会的意義】

造血発生過程で認められる血管内皮造血転換を成体細胞―血管内皮細胞の潜在能力と捉えて、生体恒常性維持あるいは血管内皮細胞と造血幹細胞との相互作用の解明から、血管内皮細胞の移植医療への活用へと展開した本研究成果は、臍帯血移植の安全性と有効性を高め、移植患者の生命予後の改善につながる他、再生不良性貧血等の他疾患の新しい視点からの病態解明、さらには老化に伴う生体変化機構の解明等の副次的な成果を得ることとなった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究領域課題番号】18K19285 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生物物理学 / ナノバイオ / 細胞・組織 / 生体分子 / 分析科学 / 生物物理

【研究成果の概要】

細胞内には局所温度の分布がある。しかし、現状では、温度計測の空間分解能は光の回折限界の～500 nmに留まっている。この限界を打開するため、細胞内の生体分子のラマン散乱光（アンチストークス光とストークス光）を測定することにより、生体分子の温度を計測することを目指した。低周波顕微ラマン分光システムの性能を確かめるため、Acetonitrileを顕微ラマン分光した。Stokes/Anti-stokes 比の温度依存性を利用して、約１℃の分解能で温度測定することが可能になった。

【研究の社会的意義】

細胞が機能を発揮する上で、温度は重要な物理的パラメータである。病気になった細胞、例えばガン細胞では温度が上昇している例が知られており、診断や治療という観点からも１細胞や細胞内温度を計測することは重要な意義を持っている。しかし、1 μmの小さな領域の温度を1℃以下の高分解能で測定することは困難だった。この限界を打開するため、細胞内の生体分子のラマン散乱光を測定することにより、生体分子の温度を計測する技術を開発した。この手法は純粋に物理的な手段で生体分子の温度を測定できるという利点がある。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2018-06-29 - 2020-03-31

【配分額】6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)

【研究分野】設計工学・機械機能要素・トライボロジー

【研究領域課題番号】17H01244 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

トライボロジー / 関節潤滑 / 超潤滑 / 細胞・組織 / 関節軟骨 / 関節液 / 生体分子 / 生物・生体工学 / 生体高分子 / 張潤滑

【研究成果の概要】

関節軟骨によく似た性質を持つ柔軟材料（ハイドロゲル）を軟骨モデルとして用い，生体関節の摩擦を小さくし，滑らかな動きを可能にしている超潤滑メカニズムの詳細を探求した．その結果，関節液に含まれるヒアルロン酸とリン脂質の複合体が優れた潤滑機能を発揮し摩擦を低減すること，軟骨を形成する細胞外基質とこれらの成分が結びつくことで潤滑機能が更に高まること，さらに軟骨組織に含まれる水が上記の成分による潤滑機能の形成に重要な役割を果たしていることを明らかにした．

【研究の社会的意義】

この研究から得られる成果には3つの意義が存在すると考える．一つ目は，生体関節の潤滑メカニズムを解明する基礎科学的意義．二つ目は，関節潤滑の破綻による変形性関節症の発症メカニズムについて新しい知見を与える臨床医学的意義，三つ目は，柔軟で透水性を有する高含水ハイドロゲルを摩擦材とし，生体高分子類似の分子構造を有する水溶性潤滑剤を用いた，画期的な超潤滑しゅう動システム開発につながるシーズ技術研究としての工学的意義である．

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31

【配分額】45,110千円 (直接経費: 34,700千円、間接経費: 10,410千円)

【研究分野】免疫学

【研究領域課題番号】17H06175 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

免疫制御 / マクロファージ / 制御性T細胞 / 神経炎症 / 組織修復 / 免疫学 / 脳神経 / シグナル伝達 / 生体分子 / 生理活性 / 炎症 / 免疫 / アレルギー・喘息 / 細胞・組織 / 獲得免疫 / 慢性炎症 / 脳梗塞 / 組織損傷 / 創傷治癒 / アストロサイト / 神経症状 / 脳・神経

【研究成果の概要】

マウス脳梗塞モデルを中心に臓器損傷によって誘発される炎症および組織修復に関与する免疫機構を解明した。脳梗塞発症後1日以内の急性期に炎症が起き症状の悪化が起きるが、3日目以降には炎症は終息し始める。これにマクロファージとその表面に発現するスカベンジャー受容体が関与することを明らかにした。さらに発症２週間目以降の慢性期に脳内に大量の制御性T細胞が蓄積し、ミクログリアやアストロサイトの過剰な活性化を抑制して神経症状の回復に寄与することを明らかにした。

【研究の社会的意義】

ヒト脳梗塞とTregの関連を示唆する報告は多い。例えばヒト脳梗塞において末梢血のTregの数と予後の関係が報告されている。セロトニントランスポーター阻害剤(SSRI)は脳梗塞患者の神経症状を改善することが複数報告されている。したがってヒト脳梗塞慢性期においても脳Tregが神経修復に働いている可能性はある。腎傷害モデルにおいてもやはり慢性期にTreg が腎臓に集積し腎機能回復を促進していることを我々は報告している。組織に浸潤するTregは炎症の収束のみならず組織修復にも重要な役割があることが示された。さらに組織特異的なTregを用いた組織特異的な治療法の開発につながることが期待される。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2017-05-31 - 2022-03-31

【配分額】205,790千円 (直接経費: 158,300千円、間接経費: 47,490千円)

【研究分野】生物物理学

【研究領域課題番号】16K14705 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ナノバイオ / 細胞・組織 / 生体分子 / 分析科学 / 生物物理

【研究成果の概要】

水分子O-H伸縮振動のラマンスペクトルは幅広いスペクトルとなり、大きく分けて２つのピークが観測されること、isosbestic pointが3419 cm-1にあることが知られている。高温になるほど低ラマンシフト側のピークが小さくなり、高ラマンシフト側のピークが大きくなるため、この性質を利用して温度を計測できた。また、C-C-N変角振動（458 cm-1）、ジフェニルジテレニドのTe-Te伸縮振動（150 cm-1）などの低周波振動のラマンスペクトルを計測し、ストークス光とアンチストークス光も強度比を計算することによりマイクロメートルの微小領域の温度を計測することができた。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31

【配分額】3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)

【研究分野】血液内科学

【研究領域課題番号】16K09866 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

血液免疫学 / 血管内皮造血転換 / 造血幹細胞 / 増血促進 / 細胞・組織 / シグナル伝達 / 生体分子 / アンジオクライン因子 / 造血促進

【研究成果の概要】

本研究で、研究代表者らは、造血微小環境の構成因子である血管内皮系細胞が、骨髄造血において果たす具体的な役割とその動態、そして他系統細胞との相互作用、またこれらを通じた血管内皮細胞を端緒とした造血系細胞産生の促進機構の一端を明らかにした。さらに、血管内皮細胞から分泌供給される複数の生理活性物質、アンジオクライン分子群に造血促進作用が存在することを明らかにした。代表者らは、研究成果を通じて、将来的に、臍帯血移植の重要な副作用である生着不全の病態について、血管内皮系細胞の関与を精査することの意義に加え、臍帯血移植の補助療法として、血管内皮系細胞との共移植の可能性についても、ある程度示唆したと言える

【研究の社会的意義】

本研究の成果を通じて、現行の臍帯血移植の最大の問題点である生着不全の病態での血管内皮系細胞の関与を明確化することによって、臍帯血移植において血管内皮系細胞との共移植の可能性について検討するための基盤的な情報を得ることができたと考えている。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】環境・衛生系薬学

【研究領域課題番号】16H02613 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

酵素 / 脂質 / 生体分子 / 細胞・組織 / 遺伝子 / リピドミクス / 遺伝子改変マウス / 疾患

【研究成果の概要】

本研究では、脂質代謝のボトルネック酵素の一つであるホスホリパーゼA2 (PLA2)ファミリーに注目し、各種PLA2サブタイプの網羅的欠損マウスの表現型解析を推進するとともに、リピドミクス解析を展開することで、脂質による健康環境調節とその破綻に基づく病態発症機序の解明を目指した。特に、外部環境との接触の場としての皮膚及び消化管の恒常性と疾患に関わる脂質経路の同定、その影響を受ける代謝・免疫等の遠隔組織の変容、更に外因性・内因性脂質の集積の場である生体膜リン脂質環境の新規調節機構を中心課題として解析を展開し、健康環境整備における脂質の新機能を明らかにした。

【研究の社会的意義】

本研究の最大の特色は、解析手段としてPLA2関連リパーゼ分子群の欠損マウスのラインナップを揃えている点にあり、これを駆使することで、各種疾患における多様なPLA2脂質経路の機能を明らかにしてきた。多系統のPLA2欠損マウスを総合的に比較するアプローチは世界に例を見ず、その学術的独創性、新規性、優位性は明らかである。本研究は、様々な疾患に関して脂質の視点から新たな学術的理解を与えるとともに、新しい知的財産の取得や疾患の治療予防法の開発に資するものである。更に、安全な食及び健康長寿社会の実現への貢献、広範な生命科学研究への波及効果が期待される。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2021-03-31

【配分額】43,160千円 (直接経費: 33,200千円、間接経費: 9,960千円)

【研究分野】生理学一般

【研究領域課題番号】15H04677 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生物物理 / ナノバイオ / 分子イメージング / 心筋 / 細胞・組織 / 生理学 / 生体分子 / 循環器・高血圧 / 筋肉生理学 / 興奮収縮連関

【研究成果の概要】

1）ラット幼若心筋細胞のZ線にα-actinin-YC-Nano140を発現させ、細胞内局所のCa濃度とサルコメア長の同時計測を行った。2）マウス摘出心臓において、心筋細胞内局所のCa動態を計測する技術を開発した。3）マウスin vivo心臓から心筋細胞内のサルコメアの動きを高空間（20 nm）・時間（10 ms）分解能で捉えることのできるシステムを開発し、サルコメア動態とマクロパラメータ（心電図および左心室内圧）のリアルタイム同時計測を行った。4）ヒト心筋の単一筋原線維においてサルコメア自励振動を惹起させ、拡張型心筋症患者の筋原線維ではサルコメアの動態挙動が抑制されていることを見出した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)

【研究分野】生物系薬学

【研究領域課題番号】15K14957 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

酵素 / 細胞・組織 / 脂質 / 生体分子 / 肝臓 / 代謝 / 遺伝子改変マウス / メタボローム / 組織・細胞

【研究成果の概要】

コリンは栄養素として外因性に供給される以外に、細胞膜ホスファチジルコリン（PC）の分解からも生じるが、本代謝経路を担う酵素の実体と意義は不明であった。我々は脂質代謝酵素PNPLA8（ホスホリパーゼA）とPNPLA7（リゾホスホリパーゼ）の欠損マウスの解析を通じて、PNPLA8→PNPLA7経路が肝臓においてPCから内因性コリンを動員する主経路であることを明らかにした。本経路が遮断されるとコリン及びその下流代謝物が激減し、成長遅延、早老、白色脂肪褐色化、低血糖、VLDL低下、ケトン体増加、脂肪肝、神経変性を発症する。本研究は、PCのリサイクル利用の生物学的重要性を初めて明らかにしたものである。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】動物生理・行動

【研究領域課題番号】26440184 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞・組織 / シグナル伝達 / 生体分子 / 生理学 / 発生・分化 / 非神経性アセチルコリン / オルガノイド / 腸幹細胞 / コリン作動系 / 腸上皮 / 腸オルガノイド / ニコチン性アセチルコリン受容体 / 腸上皮幹細胞

【研究成果の概要】

研究代表者は腸オルガノイド培養系を用いて、腸上皮細胞内ACh産生系が存在すること、及び腸上皮にある内因性AChが代謝型ムスカリン性ACh受容体（mAChRs）を介して腸幹細胞の分化・増殖、維持機構に関与することを突き止めた。さらに、「多段階質量分析イメージング」（MS/MS測定）を応用することにより、ごく微量のAChを腸組織切片から直接検出し、腸上皮組織にAChが分布していることを初めて可視化することに成功した。本研究により、非神経性AChが細胞分化、組織形成に関与しているという今までほとんど研究のターゲットにされなかったAChの新規生理学的役割をin vitroで明らかにすることに成功した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)

【研究分野】分析化学

【研究領域課題番号】26620115 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生体分子 / 1分子計測（SMD） / バイオテクノロジー / 細胞・組織 / 分析化学 / １分子計測(SMD) / １分子計測（SMD）

【研究成果の概要】

本研究では、生細胞内における目的RNAの動態解析と定量を同時に実現するRNA可視化蛍光プローブの開発を目指した。本プローブは円順列変位型蛍光タンパク質とRNA認識領域からなり、目的RNAの結合により蛍光性が変化するように設計した。RNA認識領域としてPUM-HD変異体を用い、マウス由来βアクチンmRNAをターゲットとした。本プローブをマウス由来細胞に導入し蛍光顕微鏡で観察したところ、細胞質から明瞭な蛍光が観測できた。一方、RNAの有無による蛍光性変化、1分子検出感度での生細胞内RNA検出には不十分であった。以上より、今後はより高検出感度が期待できる二量体形成型蛍光タンパク質を採用する。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2014-04-01 - 2016-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】血液内科学

【研究領域課題番号】26461415 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

血液腫瘍学 / 血液内科学 / 生体分子 / 細胞・組織 / 血管新生 / 酵素

【研究成果の概要】

アンジオクライン分子とは、血管内皮由来の生理活性物質の総称である。研究代表者らは、本研究を通じて、白血病・リンパ腫病態における各種サイトカイン、増殖因子に代表されるアンジオクライン分子群の動態と機能、さらに、やはりアンジオクライン分子に属するマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)、血液線維素溶解系因子群等の各種プロテアーゼ活性との相互作用を明らかにした。加えて、代表者らは、線溶阻害剤やプラスミノーゲン活性化抑制因子(PAI-1)阻害剤による線溶系調節による白血病・リンパ腫、そして免疫・炎症性疾患に対する分子療法開発の基盤形成に至ったことから、本研究計画当初の目的、目標にかなった業績を残した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】生物系薬学

【研究領域課題番号】25670032 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

酵素 / 脂質 / 生体分子 / 遺伝子 / 組織・細胞 / 遺伝子改変マウス / メタボローム / 病態 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

本研究では、機能未知のPLA2サブタイプであるPNPLA7がリゾホスファチジルコリン (LPC)→グリセロホスホコリン（GPC）の代謝を担うリゾホスホリパーゼとして働くことを見出した。リゾホスホリパーゼは従来、細胞膜溶解性のLPCを消去する解毒酵素として認識されており、その実体やGPC産生酵素としての意義は着目されていなかった。本研究は、申請者が独自に樹立したPNPLA7欠損マウスを解析した。その結果、PNPLA7は膜リン脂質からのGPCの産生を通じて肝臓のコリン・メチオニン代謝を制御する重要な分子であることを明らかにした。本研究は，リゾホスホリパーゼの生理的意義を解明した初めてのものである。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】細胞生物学

【研究領域課題番号】24247037 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

上皮細胞シート / 細胞間接着装置 / アピカル膜 / イオン・水フロー / クローディン / タイトジャンクション / 水フロー / 細胞骨格 / アピカル膜複合体 / バリアー / シグナル伝達 / 細胞・組織 / 生理学 / 生体分子

【研究成果の概要】

本研究では、「上皮細胞がバリアー機能のあるシートを形成するとき、細胞間接着装置・アピカル膜はどのような分子基盤で構造的・機能的に統合されて、巧妙な生体機能制御システムが創出されるか？」 を課題とした。まず第一に、細胞間接着装置タイトジャンクション(TJ)を構成するクローディン(TJ)の構造と機能について、結晶構造解析や細胞・マウスレベルで解析を進めた。一方で、アピカル膜機能制御について、TJを起点として上皮細胞シートアピカル膜直下全体に広がる『アピカル骨格構造』を見出した。総じて、上皮バリアシステムとして生体機能を創出する『TJアピカル複合体』という研究分野を開拓した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31

【配分額】46,150千円 (直接経費: 35,500千円、間接経費: 10,650千円)

【研究分野】生物系薬学

【研究領域課題番号】24390021 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

酵素 / 脂質 / 生体分子 / 遺伝子 / 組織・細胞 / 遺伝子改変マウス / リピドミクス / 病態 / 細胞・組織 / 分子生物学 / ホスホリパーゼ / ノックアウトマウス / リン脂質 / 脂肪酸

【研究成果の概要】

本研究では、機能未知のホスホリパーゼA2（PLA2）分子種の欠損マウスを作出導入し、各PLA2が関わる生命応答を明らかにすること（機能的脱オーファン化）を目指した。その結果、 (1)sPLA2-IIEはリポタンパク質代謝を介して肥満の調節に関わること、(2)sPLA2-XIIAは組織マスト細胞の活性化と獲得免疫応答に関わること、(3)PNPLA7/iPLA2θは肝臓のコリン代謝の制御を介して全身の代謝調節に関わること、(4)PNPLA1/ iPLA2κはセラミド代謝を介して皮膚バリア機能に関わることを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)

【研究分野】神経・筋肉生理学

【研究領域課題番号】23300146 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生理学 / 細胞・組織 / 生体分子 / ナノバイオ / 心筋 / 筋肉生理学 / 分子・細胞生理学 / 分子心臓学 / 生物物理学 / バイオイメージング / ナノバイオシステム / １分子イメージング・ナノ計測 / 医用物理学 / 生物物理一般 / 生物物理

【研究成果の概要】

1）ラット培養幼若心筋細胞のZ線にAcGFPを発現させ、収縮の最小単位であるサルコメアの長さ変化を細胞内Ca濃度変化と同時にnm精度で解析できるシステムの構築に成功した。2）ラット培養幼若心筋細胞において、約38℃以上の条件下、高速（~10 Hz）のサルコメア振動（HSOs）が生じることを見出した。3）マウスin vivo心臓において、心筋細胞内ナノ分子情報を抽出できる新たな顕微システムを構築し、サルコメアの動きを高空間・時間分解能で捉えることに成功した。4）Frank-Starling機構について解析し、その程度が細いフィラメントの”on-off”平衡に依存していることを見出した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31

【配分額】19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円)

【研究分野】生体関連化学

【研究領域課題番号】23750182 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

タンパク質 / 細胞・組織 / 生体分子 / 1 分子計測(SMI) / 生体関連化学 / 機能性分子 / 光制御 / 1分子イメージング / シグナル伝達 / 蛋白質 / 1分子計測（SMD）

【研究成果の概要】

本研究では、細胞内シグナル伝達における受容体クラスター形成の意義の理解を目的とした。この目的のため、シグナル伝達分子Aktの1分子動態観察と、受容体ナノクラスターの人工的形成法の開発を行った。前者では、細胞外からのシグナル入力により、Aktの細胞膜滞在時間が延びることを見出した。この結果は、Akt動態が細胞表面の受容体クラスターに影響されることを示している。後者では、光感応性タンパク質を融合した受容体および精製タンパク質の構築に成功し、クラスター形成の光制御を実現する道具の準備を整えた。以上のように、本研究では受容体クラスターがシグナル伝達に重要な機能を果たしていることを示し、その重要性を構成的に証明する礎を築いた。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2011 - 2012

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】膠原病・アレルギー内科学

【研究領域課題番号】23229007 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ゲノム / 内科 / 免疫学 / 組織・細胞 / 生体分子 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

本研究では関節リウマチ（RA）患者のリンパ球について、主に(1)制御性T細胞（Treg）(2)遺伝子多型(3)自己抗原特異的CD4陽性T細胞に焦点を当てて解析した。(1)マウスにおいてTGF-beta3を産生し液性免疫応答を抑制するLAG3陽性Tregを同定し、さらにヒトLAG3陽性Tregが活動性RAで減少していることを示した。(2) 健常人約100名のリンパ球サブセットで発現遺伝子と遺伝子多型を解析し、遺伝子多型から遺伝子発現量を推定する手法を開発した。(3) RAの自己抗原BiPからエフェクターと制御性のCD4陽性T細胞が認識するエピトープを別個に同定した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2011-04-01 - 2016-03-31

【配分額】214,760千円 (直接経費: 165,200千円、間接経費: 49,560千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】23390213 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

分子心臓病態学 / 肥満細胞 / リモデリング / スタチン / 細胞・組織 / 循環器・高血圧 / ストレス / 生体分子

【研究成果の概要】

血行力学的負荷による肥満細胞の活性化にエンドセリン-1（ET-1）が関与し、ET-1は肥満細胞を活性化し、MCP-1 (monocyte chemotactic protein-1)を介してマクロファージの遊走を亢進させることで、心房リモデリングを促進することが明らかとなった。また、HMG-CoA reductase阻害薬ピタバスタチンは、ET-1による肥満細胞活性化を阻害し、心房における線維原性増殖因子PDGF-Aの発現増加を抑制することで、心房リモデリングや心房細動の発症を抑制した。以上より、炎症制御を標的とした心房細動のアップストリーム治療にスタチンが有効である可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【配分額】19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)

【研究分野】生物分子科学

【研究領域課題番号】21510229 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞・組織 / 生理活性 / 蛋白質 / シグナル伝達 / 生体分子

【研究成果の概要】

低分量基底膜蛋白質であるAZ-1は、血管基底膜の構成因子として構造的細胞外マトリックス蛋白質、血管内皮増殖因子、同受容体、インテグリン群との結合能を持つ多価相互作用因子であることが判明した。この相互作用が血管内皮細胞の接着、増殖、管腔形成などを制御することにより、血管内皮増殖因子による細胞の活性化が抑制されて血管内皮の恒常性が維持されうることが示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】神経・筋肉生理学

【研究領域課題番号】20500368 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生理学 / 生物物理 / 細胞・組織 / 生物・生体工学 / 生体分子

【研究成果の概要】

スターリングの心臓法則は、心筋サルコメアの発生張力が伸展によって増大するという「筋長効果」に基づいている。本研究において申請者らは、筋長効果の程度が細いフィラメントの協同性と逆相関していることを見出した。また、実験的に得られた結果を、Ca^<2+>依存性の細いフィラメントのON-OFFスイッチ機構と格子間隔を組み入れたモデルによって、定量的にシミュレートすることに成功した。これらの結果は、Frank-Starling機構が細いフィラメントの協同性によって制御されていることを示している。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】眼科学

【研究領域課題番号】18591930 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

移植・再生医療 / 細胞・組織 / 生体分子 / 発現制御 / 発生・分化

【研究成果の概要】

SJS等の角膜上皮幹細胞疲弊症に対する眼表面再建術の際に摘出した組織から新鮮凍結組織切片を作成し、免疫組織学的にTNC分子の発現を検討した結果、TNCタンパクが結膜下に多量に沈着していることが判明した。TNC遺伝子のプロモーター解析のために、レポーターコンストラクトを作成して、角膜上皮を用いて遺伝子発現を検討したところ、創傷作成、機械的ストレスでTNC遺伝子の誘導がかかることが判明した。TNCはFNコートの培養に加えた場合、細胞の形態に変化を生じる(Focal adhesion kinaseの発現の低下)が、細胞増殖能には変化がないことが、判明した。また、角膜上皮テネイシンノックアウトマウスの角膜上皮、コンジェニックマウスの角膜上皮から初代培養細胞を作成し、羊膜上に培養することで、形態学的な差異およびβカテニンタンパクの発現を免疫組織染色で検討したところ、テネイシンノックアウトマウスから作成した上皮細胞にはβカテニンの局在に極性が見られなかったのに対し、コンジェニックなワイルドタイプマウスでは上皮下にTNCタンパクの沈着が見られるとともにβカテニンが基底膜側に偏在して発現がみられ、細胞極性の形成に貢献していることが示唆された。以上の結果から、角膜上皮に強いストレスがかかった際のレスキュー分子としてTNCが発現し、TNC分子自体は上皮細胞の極性形成を通じて、上皮細胞の恒常性維持に貢献していると考えられた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】4,010千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 510千円)

【研究分野】形成外科学

【研究領域課題番号】17390474 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

移植学 / 再生医学 / 分子生物学 / 組織培養 / 移植・再生医療 / 細胞・組織 / 生体分子 / 臨床

【研究成果の概要】

ヒト頭皮から採取した毛乳頭細胞の遺伝子発現解析を、マイクロアレイおよびRT-PCRにより行った。マイクロアレイにより繊維芽細胞と比較したところ、ケモカインリガンドやインターロイキン、細胞周期関連遺伝子、プロテオグリンカンに有意な発現増強が認められた。またRT-PCRでは既知の毛乳頭細胞マーカー14種の遺伝子発現を検討したところ、繊維芽細胞と比較して2種の遺伝子で有意な発現増強、1種の遺伝子で有意な発現低下を認めた。これらの遺伝子群の発現パターンにより、毛乳頭細胞と繊維芽細胞を識別することが可能になった。
毛乳頭細胞に対して21種のリコンビナント蛋白および化合物を与えて培養したところ、このうち数種の物質には増殖促進作用があることが判明した。またこのうち2種の成長促進因子は特に増殖促進作用が強く、毛乳頭細胞増殖培地用添加物質として使用できる可能性が示唆された。
FACSを用いてヒト毛包の上皮系細胞の表面抗原解析を行った。表皮角化細胞と毛包内角化細胞を比較したところ、後者のみにCD200陽性細胞とCD34陰性または弱陽性細胞が10%以上含まれており、毛包組織切片に対する免疫染色における染色パターンを鑑みて、この細胞集団に毛幹細胞が多く含まれることがわかった。また、この細胞集団におけるケラチンの発現を見たところ、バルジマーカーとされているケラチン15の陽性率は60%程度であった
前年度までにラット足裏皮膚に毛乳頭細胞を移植する方法(サンドイッチ法)を検討し、毛包誘導能を検定するモデルとして有用であることがわかった。
毛乳頭細胞の移植法の検討を行った。サンドイッチ法の他、チャンバーを用いた移植法、注射による移植法、皮膚切開に埋入する移植法などを比較検討した。サンドイッチ法は、表皮・毛乳頭間の相互作用が良好に担保され、毛包誘導には優れた方法であることがわかったが、臨床応用は困難であり、その他の移植法を開発していく必要があることがわかった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】15,700千円 (直接経費: 15,700千円)