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Dept Neuroanat / Cell Neurobiol

神経機能形態学分野へようこそ

研究内容とその背景

私たちの分野は、1966年7月に萬年 甫 教授によって開設された解剖学第三講座に由来し、1990年5月着任の中村 泰尚 教授のあとを引き継ぐ形で2005年9月に発足しました。数多くの有為な人材を輩出してきた、良き伝統を誇っています。神経系を中心に形態学的な観点から、新しい分子や現象を見つける、観察法(新規測光法にもとづく顕微鏡やイメージング手法)を開発する、という姿勢で研究を進めています。研究テーマは神経細胞における細胞内輸送と細胞骨格動態の制御機構の解明を中心としていますが、本質的なブレークスルーに独自の観察技術の開発は必須です。さまざまな顕微測光技術を活用することにより、形態変化・機能変化を追う新たな“顕微鏡”を開発し、神経細胞の動態制御機構に迫ることを目標としています。

現行の主な研究テーマは以下の通りです。

  • A. 蛋白質の細胞内輸送と品質管理・動態調節のクロストーク機構の解明

  • B. 新規測光法、イメージング手法の開発

  • C. 細胞骨格動態調節機構の解明

  • D. 小分子化合物の動態可視化とその生理作用機構の解明

神経細胞軸索内における細胞質性蛋白質の輸送は特に遅い軸索輸送とよばれ、その分子機構は長い間謎とされてきました。研究の積み重ねにより、この輸送が微小管依存性にキネシン1をモーター分子として行われており、その分子機構にシャペロン分子が関与することがわかってきました(プロジェクトA)。これらの成果は、神経細胞の形態調節や生理機能、さまざまな神経変性疾患の病態を理解する上で基礎となるのみならず、神経細胞に限定されない、細胞の機能維持のための一般原理となっている可能性が高い重要な所見です。しかしながら、現在私たちが知る実験手法の中で、シャペロン分子のように非特異的かつ弱い相互作用を介して機能する分子群を、生体内で解析する適切な方法がありません。このような背景から、私たちの研究をさらに進めるためには、細胞内分子間ネットワークの変化を検出する新規測光法の開発が不可欠と考え、永年努力を続けてきました。(プロジェクトB)。最近になり技術的に新しい展開を見せつつあり、結果が楽しみな状況になってきました。

また、遅い軸索輸送で運ばれる代表的な蛋白質にアクチンやチュブリン、ニューロフィラメントなどの細胞骨格蛋白質がありますが、ほかの一般的な細胞質性蛋白質群と異なり、どのようなメカニズムで輸送をはじめとするその動態が制御されているかは全くわかっていません。私たちは、ケミカルバイオロジーや蛍光一分子観察技術、原子間力顕微鏡をはじめとする様々な新しい実験系に数々の独自の工夫を加えてこの問題に迫りつつあります(プロジェクトC)。神経疾患の病理過程のさまざまな局面で細胞骨格関連分子の異常が指摘されていますが、これらのプロセスの理解の基礎となる成果が期待されるだけでなく、開発中の要素技術群は汎用性が高く、私たちの研究領域以外にも広いインパクトが期待できます。また、関連して、可能な限り染色や標識を行わず、生きた状態に近い標本を、できる限り高分解能で観察する新規顕微鏡や、生体組織中の蛋白質分子群のマルチモーダルな新規検出手法の開発も進行中です(プロジェクトB)。

以上のプロジェクトのほかに、位相制御コヒーレントラマン顕微分光法による吸入麻酔薬の局在の可視化成功を契機として、その神経興奮制御機構に迫る努力と、通常の手法では可視化が不可能な小分子薬剤の組織内検出の試みを続けています(プロジェクトD)。

研究室で進行中のプロジェクトは上記に留まりませんが、その多くは学内外の研究室、企業との共同研究です。(例えばプロジェクトDでは、東京農工大学(三沢和彦教授)、ワイヤード株式会社と共同で科学技術振興機構 研究成果展開事業先端計測分析技術・機器開発プログラム「分子構造指標を用いた生体関連分子の細胞内動態観察装置の開発」の支援を受けてきました。) 国内のみならず、国際共同研究も積極的に推進しています。特に米国ウッズホール海洋生物学研究所とは継続的かつ密接な協力関係にあり、定期的な交流があります。(日本学術振興会 オープンパートナーシップ 二国間交流事業(共同研究):「先進的顕微分光法による顕微鏡開発と応用に関する共同研究」の支援を受けてきました。)

各研究者は、細胞骨格動態を中心とする研究テーマや各種顕微鏡技術、バイオセンサー技術などを介して緩やかに連携、重複しつつ、比較的少人数のチームで独自の研究を極めて活発に展開しています。スタッフのみならず、大学院生や学部学生もそれぞれのテーマにおいて中心的な役割を担い、次世代の研究の潮流を創り出す基礎となる、独創性の高い成果を目標にしています。研究室発足後10年を経て、少しずつですが成果が出始めてこれからが楽しみな状況になってきました。

面白そうだと思われた方は、是非一度見学にきてください。ウェブページ上だけでは紹介しきれない雰囲気を知り、説明を聞いた上で、興味を深めた場合には参入を歓迎します。

教育について

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