大学ホーム医学研究科教育・研究指導研究室・研究グループ生化学教室

研究室・研究グループ紹介:生化学教室

代謝生化学グループ

本グループの主要な研究目的は、さまざまな手法、すなわち生化学的・分子生物学的および分子遺伝学的アプローチ等を駆使して、代謝性疾患の成因の解明と新規治療法の開発に資することにある。これまでに、後藤田は代謝を制御する酵素や転送蛋白質の遺伝子、あるいは肥満やメタボリックシンドロームの遺伝素因に関する研究を行い、田原は電子顕微鏡による蛋白質の構造機能相関に関して、また山本は代謝を制御する転写因子群に関する研究を行ってきた。本グループでは、現代人のライフスタイルと深い関わりをもつ脂質異常症や2型糖尿病、肥満、メタボリックシンドロームといったいわゆるcommon metabolic diseasesを主要な対象疾患として、遺伝子改変マウス等のモデル動物を用いた基礎研究と臨床疫学研究を推進し、translational researchの観点から研究成果の臨床応用(具体的には疾患のリスク診断や新規治療法の開発)を目指している。

教室スタッフ

教授後藤田貴也 M.D., Ph.D.
  1. 分子遺伝学
  2. 分子生物学
  3. 代謝内科学
講師田原義和 Ph.D.
  1. 生化学
  2. 生物物理学
  3. 構造生物学
助教山本隆史 Ph.D.
  1. 生化学
  2. 糖尿病学
実験助手守暢子
  1. 遺伝子工学

近年の業績

  1. Yamamoto T, Izumi-Yamamoto K, Iizuka Y, Shirota M, Nagase M, Fujita T & Gotoda T: A novel link between Slc22a18 and fat accumulation revealed by a mutation in the spontaneously hypertensive rat. Biochem Biophys Res Commun 440:521-526, 2013.
  2. Takase S, Osuga JI, Fujita H, Hara K, Sekiya M, Igarashi M, Takanashi M, Takeuchi Y, Izumida Y, Ohta K, Kumagai M, Nishi M, Kubota M, Masuda Y, Taira Y, Okazaki S, Iizuka Y, Yahagi N, Ohashi K, Yoshida H, Yanai H, Tada N, Gotoda T, Ishibashi S, Kadowaki T & Okazaki H: Apolipoprotein C-ll deficiency with no rare variant in the APOC2 gene. J Atheroscler Thromb 20:481-493, 2013.
  3. Gotoda T, Shirai K, Ohta T, Kobayashi J, Yokoyama S, Oikawa S, Bujo H, Ishibashi S, Arai H, Yamashita S, Harada-Shiba M, Eto M, Hayashi T, Sone H, Suzuki H & Yamada N, Research Committee for Primary Hyperlipidemia, Research on Measures against Intractable Diseases by the Ministry of Health, Labour and Welfare in Japan: Diagnosis and management of type I and type V hyperlipoproteinemia. J Atheroscler Thromb 19:1-12, 2012.
  4. Yamamoto T, Watanabe K, Inoue N, Nakagawa Y, Ishigaki N, Matsuzaka T, Takeuchi Y, Kobayashi K, Yatoh S, Takahashi A, Suzuki H, Yahagi N, Gotoda T, Yamada N & Shimano H: Protein kinase Cbeta mediates hepatic induction of sterol-regulatory element binding protein-1c by insulin. J Lipid Res 51:1859-1870, 2010.
  5. Takeuchi Y, Yahagi N, Izumida Y, Nishi M, Kubota M, Teraoka Y, Yamamoto T, Matsuzaka T, Nakagawa Y, Sekiya M, Iizuka Y, Ohashi K, Osuga J, Gotoda T, Ishibashi S, Itaka K, Kataoka K, Nagai R, Yamada N, Kadowaki T & Shimano H: Polyunsaturated fatty acids selectively suppress sterol regulatory element-binding protein-1 through proteolytic processing and autoloop regulatory circuit. J Biol Chem 285:11681-11691, 2010.

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細胞生物学グループ

細胞生物学部門の主要研究テーマは、膵β細胞におけるインスリン分泌の分子機構の解明である。インスリン分泌不全によって生じる糖尿病は、今や日本国民の健康にとって最大の驚異となっている。糖尿病の成因解明、新たな予防法、及び新規治療薬の開発のためには、インスリン分泌機構を明らかにすることが基礎医学の観点からのみならず臨床医学にとっても急務の課題となっている。

日本人の糖尿病患者数は予備軍を含めて約2050万人、かつ、死亡率順位2, 3位を占める心・脳血管障害の発症率は、糖尿病罹患者において非罹患者の3倍にも昇っている。特に日本人の糖尿病の特徴は、インスリン分泌不全を特徴としているため、インスリン分泌機構を分子レベルから一日も早く明らかにすることが待ち望まれている。そこで、私達の研究室では新しい手法を用いてインスリン分泌の分子機構を解明することに精力的に取り組んでいる。

インスリンは膵β細胞内にあるインスリン顆粒と形質膜が融合することによって細胞の外に放出される。この様なインスリン開口放出の分子機構を明らかにするためには、生きた細胞を用いて、単一インスリン顆粒の動態を、時間的空間的に解析することが必須である。そこで、当教室においては、1分子の蛋白質を捉えることが可能なtotal internal reflection fluorescence microscopy (TIRF)システムを膵β細胞に応用し、単一インスリン顆粒をナノスケールの範囲、かつ33msのビデオレートで解析するシステムを確立した。このシステムと、従来の遺伝子工学手法による遺伝子改変動物・細胞と種々のプローブを組み合わせた実験を行うことにより、2相性インスリン分泌の仕組みが分子レベルから徐々に明らかになりつつある。

教授今泉美佳 Ph.D
  1. 細胞生物学
  2. 開口放出機構の分子機構
講師青柳共太 Ph.D.
  1. 細胞生物学
助教牧山智彦 Ph.D.
  1. 細胞生物学
  2. 細胞薬理学
実験助手 (主任)中道洋子
  1. 遺伝子工学
  2. 細胞培養
実験助手西脇知世乃
  1. 膵ラ氏島の生物学

近年の業績

  1. Kunii M, Ohara-Imaizumi M, Takahashi N, Kobayashi M, Kawakami R, Kondoh Y, Shimizu T, Simizu S, Lin B, Nunomura K, Aoyagi K, Ohno M, Ohmuraya M, Sato T, Yoshimura SI, Sato K, Harada R, Kim YJ, Osada H, Nemoto T, Kasai H, Kitamura T, Nagamatsu S, Harada A. (2016) Opposing roles for SNAP23 in secretion in exocrine and endocrine pancreatic cells. J Cell Biol, vol.215: 121-138,
  2. Aoyagi K, Ohara-Imaizumi M, Itakura M, Torii S, Akimoto Y, Nishiwaki C, Nakamichi Y, Kishimoto T, Kawakami H, Harada A, Takahashi M, Nagamatsu S. (2016) VAMP7 regulates autophagy to maintain mitochondrial homeostasis and to control insulin secretion in pancreatic β-cells. Diabetes vol.65: 1648-1659
  3. Aoyagi K, Rossignol, E, Hamdan FF, Mulcahy B, Xie L, Nagamatsu S, Rouleau GA, Zhen M, Michaud JL. (2015) A gain-of-function mutation in NALCN in a child with intellectual disability, ataxia and arthrogryposis. Hum Mutat, 36, 753-757
  4. Ohara-Imaizumi, M., Kim, H., Yoshida, M., Fujiwara, T., Aoyagi, K., Toyofuku, Y., Nakamichi, Y., Nishiwaki, C., Okamura, T., Uchida, T., Fujitani, Y., Akagawa, K., Kakei, M., Watada, H., German, M.S., and Nagamatsu, S. (2013) Serotonin regulates glucose stimulated insulin secretion from pancreatic β cells during pregnancy. Proc Natl Acad Sci U S A. 110, 19420-19425
  5. Ohara-Imaizumi M, Aoyagi K, Nagamatsu S. Imaging of insulin exocytosis from pancreatic beta cells. Exocytosis Methods. Neuromethods 83. Springer Protocols. Thorn P. (ed.) Humana Press. 55-74 (2013)
  6. Aoyagi K, Ohara-Imaizumi, M., Nishiwaki, C., Nakamichi, Y., Ueki, K., Kadowaki, T. and Nagamatsu, S. (2012) Acute inhibition of PI3K-PDK1-Akt pathway potentiates insulin secretion through upregulation of newcomer granule fusions in pancreatic beta-cells. PLoS One. 7, e47381

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