先端分子医学研究部門は、分子レベルでの疾患研究を推進するため、細胞内・細胞間の恒常性維持機構の研究を、最先端の分子生物学的・細胞生物学的・発生工学的・電気生理学的・光学的手法を駆使し、遺伝子・細胞・器官・個体レベルで行なっている。 難治疾患は、生体の恒常性機構の破綻した状態と考えられるので、本部門の研究で得られた知見をもとに、難治疾患の新規治療法および予防法の確立に寄与したいと考えている。本部門では、今後増加することが予想さる生活習慣病、骨粗鬆症、免疫疾患、神経疾患、循環器疾患、癌などを中心に研究を行っている。

（部門長　田中　光一）

分子代謝医学

　ライフスタイルの欧米化に伴って肥満症、糖尿病、高血圧症、高脂血症、動脈硬化性疾患等の生活習慣病の罹患率は増加の一途を辿り、これらの克服は国民医療の観点からも極めて重要な課題です。分子代謝医学分野では、肥満、特に内臓脂肪型肥満を基盤として発症し、動脈硬化性疾患の前駆段階と位置づけられている代謝症候群（メタボリックシンドローム）の成因の解明と新しい治療戦略の確立を目指しています。 脂肪細胞の増殖・分化の分子機構、脂肪組織に由来する生理活性物質（アディポサイトカイン）、核内受容体や転写共役因子に関する基礎研究と医学応用を通して、従来には例のない高齢化社会を迎えつつある我が国において、国民の健康、医療、福祉の向上に貢献します。

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分子薬理学

　骨形成ならびに骨吸収を主軸とするカルシウム代謝調節の分子機構の解明により、骨粗鬆症をはじめとするカルシウム代謝異常疾患の治療及び予防法の確立に寄与する事を目的とする研究を行っている。 骨格組織は生体内の最大のカルシウムのstorage siteであり、その代謝は骨を形成する骨芽細胞系や骨の吸収を行う破骨細胞系の細胞群に加え間質細胞や軟骨細胞系の細胞などから構成される複合細胞社会により営まれている。 本分野ではこれらの各々の系列の細胞の発生、分化、機能調節機序、各々の細胞群間または細胞と細胞外基質間の相互作用やこれを担うサイトカインなどのシグナル分子並びに細胞外基質の生化学的、薬理学的特性等を分子生物・細胞生物学的手法を用いて明らかにし、これらの異常に基づく疾患の分子病態について解析している。

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分子細胞生物学

　脊椎動物の形態形成、器官形成は、さまざまなシグナル分子が時間的空間的に細胞を誘導することにより成立する。 また、これら多くのシグナル分子の破綻が疾患の発症にも結びついている。 したがって発生・分化の制御するシグナル分子によるシグナル伝達ネットワークの解明は形態形成、器官形成機構、さらには疾患の発症機構を明らかにする上で重要課題となる。 本研究分野では発生過程における形態形成、器官形成を制御するシグナル伝達ネットワークの制御機構を中心に分子生物学的解析を進めている。

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分子神経科学

　本分野の最終目標は、記憶・学習などの脳高次機能の分子、細胞レベルでのメカニズムの解明である。 現在そのために、複数電極により多点同時計測や光学的測定法を用い、脳の活動を計測することが行われている。 しかし、現在の方法は時間・空間分解能に限界があり、細胞レベルで高次機能を解析するためには不十分である。 そこで我々の研究室では、様々な遺伝子改変動物を駆使し、脳の神経活動と記憶・学習の対応関係を解析し、脳高次機能の分子・細胞レベルでの解明をめざす。

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細胞制御学

　細胞制御学分野は、分子レベルでの疾患研究を推進する為に、細胞機能を制御するシグナル伝達機構全般をその研究課題とする。 具体的には、細胞機能制御の破綻として発症する癌、免疫・神経疾患、感染症や発生発達障害等の基盤となるシグナル伝達機構に関して、未知のシグナル分子やシグナル複合体を同定すると共に、それらの機能と作用機構の解明を目指す。 また、その成果として得られた分子レベルでの知見については、動物モデルや臨床検体を用いた研究を進めることによって臨床応用への展開を図る。

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生体情報薬理学

　イオンチャネル・トランスポーターは受容体と並んで頻度の高い薬物のターゲット分子であり、今後もこれらをターゲットとした薬物の開発が期待される。 生体情報薬理分野ではイオンチャネル・トランスポーターを電気生理学・光学・生化学・バイオインフォマティクス・構造分析など多角的なアプローチにより解析し、特に難治性循環器疾患（突然死・不整脈・心不全・動脈硬化など）の病態解明と新たな治療戦略を確立し、臨床応用を実現することを目指しています。

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先端分子医学プロジェクト研究室

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　病態研究部門では、難治病態形成機構の研究を通じて生命現象の基本的なメカニズムを解明し、新たな診断・治療法の開発に資することを理念とします。この理念に沿って、種々の疾患における難治病態に焦点を当て、病態形成機序の解明研究とそれに基づいた診断法および治療法の開発を念頭においた病態研究を時代の要請に応じて展開し、難治疾患を克服することを目的としています。 現時点における具体的な病態解明および診断法開発研究の対象には、心血管系難治疾患（特に難治性不整脈、特発性心筋症、難治性動脈炎等）、神経系難治疾患（特に神経変性疾患）、感染症・免疫系難治疾患（特に自己免疫疾患、免疫不全、難治性ウイルス感染症等）などがあり、治療への応用開発研究および実践研究の対象には、細胞治療（特に難治性感染症、悪性腫瘍等）、再生医療（特に肝細胞、間葉系幹細胞等）、司法精神医療（特に触法精神障害者、犯罪被害者心理等）などがあります。 難治病態研究部門では、柔軟な研究体制を構築し、分野、部門を越えた共同研究や国内外の研究者との研究連携を推進することで、時代の要請に応じた難治疾患研究を展開します。

（部門長　木村　彰方）

神経病理学

　本分野では神経変性疾患の発症分子メカニズムの解明と治療法の開発を研究目的としている。特に遺伝性脊髄小脳変性症、ハンチントン病、アルツハイマー病において、原因遺伝子変異によって生じる異常蛋白が神経細胞機能異常と最終的な細胞死を引き起こす分子過程の詳細な解明を目指して研究している。また、発症メカニズムの研究で明らかになった知見を基に、これらの変性疾患をターゲットとし た分子治療の開発を試みている。

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病態生化学

　本分野は、細胞増殖・分化や細胞死に関係する諸疾患の病因の分子機構を明らかにし、その診断や治療に寄与することを目的としている。
　現在、細胞の運命とDNA代謝（複製・修復・組換え）との関連を中心に細胞分子生物学的に探究している。

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病態細胞生物学

　当研究室では、・細胞死機構の解析とその破綻に由来する疾患の治療薬開発、・ミトコンドリア機能異常に由来する疾患の克服、を２つの柱として研究を行っている。前者に関しては、細胞死を一つの生体システムとして捉え、哺乳動物個体の中でこのシステムが如何に機能しているかを探索する。後者に関しては、ミトコンドリアと細胞質との間の情報交換の基本原理を解明していく。最終的には、これらの知見を基盤に生命の動作原理の本質を解明することを目指している。 　　　　　　　　

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発生再生生物学

　当分野では、肝臓を中心とする器官の発生と再生の分子機構を、発生工学、遺伝学、細胞生物学、分子生物学、生化学などの幅広い手法を用いて解明し、肝不全や肝癌などの難治性疾患に対する再生医療の開発を目指した基盤研究を展開することを理念としている。また、広範な細胞機能の発現に介在する細胞内シグナル伝達の観点から研究を行なうことにより、高次生命現象である器官の発生や再生の一般性と特殊性を明らかにするとともに、創薬の可能性を追求する。

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免疫疾患

　病原微生物への迅速な免疫応答は感染防御で中心的な役割を果たすが、自己抗原や花粉など環境中の物質への免疫応答はそれぞれ自己免疫疾患およびアレルギー疾患の原因となる。当分野では、免疫応答の基本的な仕組み、とりわけ、病原微生物と自己成分、環境物質の識別のメカニズムやワクチン効果のメカニズムを解明し、新たな感染免疫増強法や免疫疾患の治療法の開発のための基盤研究を行っている。

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分子病態

　ヒトの病気は遺伝要因と環境要因の相互作用によって引き起こされるものである。 当分野では、種々の難治疾患の遺伝要因を分子レベルで解明し、もっと病態の深い理解と疾患の予防および治療の道を拓くことを目的として、正常および異常な遺伝形質を規定するヒトゲノム遺伝子の構造・機能・発現制御機構を分子遺伝学的、細胞生物学的、生化学的手法を用いて解析している。

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フロンティア研究室
　ウイルス治療学

　免疫不全状態の患者に発症するウイルス感染症は、非常に難治性で致死的となる場合も多く、新しい治療法の開発が求められている。本研究室では、難治性ウイルス感染症の新規治療法・治療薬の開発を目指してウイルス感染症の発症機構の解明、ウイルス感染モデル実験動物の開発、さらに、臨床科と共同で活性化T細胞療法をウイルス感染症治療に応用する研究を行っている。

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難治病態プロジェクト研究室

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　ゲノム応用医学分野では、原因が明らかでないために適切な治療法が確立されていない難治性の疾患や生活習慣病の克服を目的に、ヒトゲノムの構造や機能、さらにタンパク情報を併せた学横断的な研究を行っています。さらに、研究の成果を通して得られた包括的な生命情報をもとに、難治疾患の病態を明らかにするとともに、「病気への罹りやすさ」といった、これまで体質と呼ばれてきたものを科学的に解明することに努めています。これにより、難治性の疾患の画期的な診断法の開発、個別化医療の実現、発症前診断や疾患予防法の開発を目指し、未来の医療に資する研究を展開しています。

（部門長　稲澤　譲治）

分子細胞遺伝

　ゲノムプロジェクトの進展によりヒト染色体の全塩基配列の解読はほぼ終了した。 このようなポストシーケンス時代にあって、物理的、知識的なゲノム情報を基盤に従来不明とされてきた癌や生活習慣病、さらに神経変性疾患をはじめとする難病の原因遺伝子解明は加速度的に進むものと予測される。 さらにゲノムに内在する大量の生命科学情報を基に遺伝子制御ネットワークの予測システムも実現化されてきており、遺伝医学を包括するゲノム科学研究は生物現象から遺伝子へと進める解析的・帰納的なアプローチから、遺伝子から生物機能へと向かう構成的・演繹的なアプローチへとパラダイムシフトを遂げている。 本研究分野では、日々刷新されている豊富なゲノム情報を背景に腫瘍を含む種々の遺伝性疾患や染色体異常症候群の原因遺伝子の同定と機能解析を行い、疾患の分子病態の解明に向けての研究を展開している。 また、遺伝情報を基盤とした新しい「がんの個性」診断法の開発を目指している。

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分子遺伝

　近年、分子生物学・遺伝子医学等の発展に伴ってがんに関わる多くの遺伝子異常が解明され、このような研究から得られた分子レベルの成果を基に、遺伝性がんの発症前診断、一般 (散在性)がんにおける悪性度や治療感受性診断などの臨床応用が可能となってきている。また、ヒトゲノム解析計画はほぼ完成に向かい、その成果は生命科学研究全般に大きなインパクトを与えゲノム科学という新しい学問領域を生み出した。当研究室では、がん研究にゲノム科学を応用することにより、生命現象としてのがん本態の解明を試みると同時に、それにより得られる情報をがん治療に応用し、がん患者のオーダーメイド医療の実現を目指した研究を展開している。

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分子疫学

　多くの疾患は環境因子と遺伝子の双方の要因によって発症する多因子疾患である。ゲノムプロジェクトの成果により、遺伝的個人差である「遺伝子多型」が数多く発見され、ゲノム中での存在様式に対する理解が深まってきた。このようなヒトゲノム情報を駆使することにより、疾患感受性や薬剤応答性と関連する遺伝子の同定が進められている。本分野でも、臨床や疫学の研究室との共同研究により、このような遺伝子研究を行い、さらに環境因子との関連を解明することを目指している。

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遺伝生化学

　種々の難治性疾患の病因は、病態には、遺伝子とその発現の異常が深く関係している。 一方、ゲノムプロジェクトの完成によってヒト遺伝子がすべて明らかにされようとしている現在、遺伝情報の発現メカニズムと蛋白質産物の機能の解析はさらに重要な研究課題となっている。 本分野の研究理念は、遺伝情報としての遺伝子、特に蛋白質をコードする遺伝子の発現制御の基本機構を明らかにすること、疾患関連遺伝子の発現調節を転写制御因子の観点から理解すること、さらに疾患の発現と進展における蛋白質機能を理解すること、である。 その結果、難治性疾患の基礎にある遺伝情報の発現と機能の異常を明らかにし、新しい診断、治療、予防法の基礎と応用を目指す。

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形質発現

　人間を含む生物個体は、遺伝情報としてDNAに書き込まれた様々な“形質”を、必要に応じて“発現”させることにより、生命活動を営んでいる。 本研究分野は形質発現制御のメカニズムを解明し、その破綻による疾患の病態を理解することを目指している。

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エピジェネティクス

　エピジェネティクス分野では、遺伝・個体発生・進化等のさまざまな生命現象を、ゲノム機能という立場から総合的に理解することを目指しています。 現在の研究の主要テーマは３つあり、１）哺乳類特異的なゲノム機能であるゲノムインプリンティングの分子機構・生物学的意義の解明、２）体細胞クローン動物の遺伝子発現制御解析による、個体発生におけるエピジェネティック過程の解明、３）レトロトランスポゾン由来の獲得遺伝子による哺乳類特異的ゲノム機能の進化（哺乳類の進化）の解明を目指した研究が進められています。 どの研究も、ヒトを含む哺乳類を対象に据えたもので、哺乳類のゲノム機能を遺伝学とエピジェネティクスを統合した新しいアプローチです。 このような研究から、２１世紀におけるヒトの生物学（哺乳類の生物学）の再構築と、その知識に基づいたエピジェネティック医療の実現のための基盤づくりに貢献したいと考えています。

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生命情報学

　本分野は、情報論的な立場から生命機能の解明を目指す。 基本的アプローチの１つはトップダウン的な大域的な機能構造論から生命を記述する「複雑系生物学」的アプローチである。 情報論的にみると生命は化学反応集合の「系としての組織化」の特有なあり方である。 この組織化とは単なる物理的因果律によるものではなく、遺伝情報、細胞内情報伝達など複雑化とカオス化を貫く「情報による秩序」によって維持されている。
　他のアプローチは、ボトムアップ的でゲノム情報から全体像を組み上げる方法である。 比較ゲノム解析やゲノム機能解析、転写ネットワーク解析、分子進化などの方法を通して生命の全体像の構築を目指す。 このような大域的機能構造形成の観点から生命の基本問題を解明する。
　さらに医科大学での情報系研究室としての役割として、臓器、個体、集団レベルでの情報医学すなわち医学統計、医療情報システム、生理的モデル解析、医用生物画像処理、なども研究している。

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フロンティア研究室
　レドックス応答細胞生物学

　細胞内酸化ストレスは主としてATPを産生するミトコンドリアの電子伝達系から発生するROS(活性酸素種)に起因するので、酸化還元（レドックス）調節と酸化ストレス応答反応は細胞の生存とホメオスタシスのために不可欠な生理機構である。この破綻によって生じる酸化ストレスはアルツハイマー病、糖尿病とその合併症、癌を含む多くの疾病や、老化などの原因または増悪因子として作用する。この研究室では(1)細胞内シグナル伝達と転写制御、(2)アポトーシス誘導、などを中心にミトコンドリア内で起こる生化学反応から始まる細胞のレドックス応答の分子機構に関する研究を行う。また、酸化ストレスと深いかかわりを持つ癌抑制タンパク質p53ファミリーの一員であるp63について、ストレス応答性や扁平上皮癌細胞における高レベル発現の病態学的な意義を解明する。

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ゲノム応用医学プロジェクト研究室

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科学・科学政策論

　 科学と技術の発展の歴史を俯瞰し、科学と技術の方法論、知識、実在等について、論理的側面と哲学的側面から分析するとともに、人間の知的活動の本態について様々な科学の側面から考察して、人間の意識、認識、創造の構造を分析することを目指している。また、我が国の科学技術政策の歴史と現状の分析を踏まえて、科学の成果が国民経済や医療経済に及ぼす効果を分析、評価する方法論の確立を目指すとともに、将来の科学政策に対して提言することもねらいとしている。

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機能構築

　本研究部門は、生体機能を解明するために、生体システムを構成する分子や細胞といった素因子を総体として機能として解析をすすめていき、細胞や組織に対してどのように作用するかの機能メカニズムの解明を行う。

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病態発現機構

　当部門では、循環器疾患の病態形成を、心血管系を構成する細胞分子レベルから解明し、新しい治療法を構築することを目指している。

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ゲノム解析室

　本解析室は、所内の研究者が共通して研究機器を使用できること、日々進歩していく解析機器の設置と技術の教育および供与に研究所として対応していくこと、を目的として設置された。 現在、DNAシーケンサー、ペプチドシーケンサー、蛍光顕微鏡などを常備している。 特に、DNAとペプチド配列決定については、各分野からの依頼により解析し、実績を上げている。 設置機器については、今後、さらに拡充していく予定であるが、現在、各研究室が保有している機器をヴァーチャルラボとして本解析室に登録し、研究者が相互に利用できる便宜をはかっている。 本解析室担当者は、機器の管理運営、DNA配列などの受注解析とともに、新しい技術の導入と研究者への教育、訓練も行っている。

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細胞プロテオーム解析室

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遺伝子組換えマウス実験室

　外来遺伝子を導入したマウスや内在性遺伝子を破壊したマウスは、遺伝子の生体内での機能を解析する上で、いまや、必須の手段である。 さらに、これらの遺伝子組換えマウスは、種々の疾患のモデルにもなり、疾患の発症機構や治療法の開発に不可欠である。
　本実験室では遺伝子組換えマウスの樹立や飼育、特定病原体の排除、受精卵の凍結保存が可能であり、所内の共同利用実験室の１つとして各分野の研究をサポートしている。 なお、組換えDNA実験指針および本学の実験動物の手引きに基づいて作成された、遺伝子組換えマウス実験室使用に関する申し合わせとその細則に従って運営されている。

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形態機能解析室

　本解析室は、所内の研究者がいつでも使用できる共同利用施設として設置された。
　設置されている機器は、様々な難治疾患における各種臓器の形態学的変化だけでなく、機能分子の変化をDNA、RNA、蛋白質レベルで解析することのできる共焦点レーザー顕微鏡、蛍光イメージングワークステーション、凍結ミクロトーム、ロータリーミクロトーム、自動核酸抽出装置及びリアルタイムPCR定量装置を常備している。
　疾患に伴う遺伝子の質的・量的変化を細胞・組織レベルで経時的に解析する事は、難治疾患の病態解明・診断・治療にとって不可欠な手段であり、本解析室では遺伝子構造解析が終了したポストゲノム時代に欠かすことのできない強力なツールを提供し、研究の便宜をはかっている。

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バイオリソース支援室

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動物実験室

　本実験室は、一般実験動物（ウサギ、モルモット、ラット、マウスなど）の飼育・管理を行い、所内の研究者の研究・教育のサポートを目的としている。 本実験室使用にあたっては、「申し合わせ」と「利用上の取り決め」の順守が条件となっている。

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