細胞分子生物学講座について
講座概要
細胞分子生物学講座は分子機能制御学分野と細胞生理学分野からなり、口腔医学の理解に欠かせない細胞の仕組みと生体の機能、さらに薬物と生体との相互作用などの授業を受け持っています。教員は9名（2021年4月時点）で学生への教育を行うとともに生命現象の解明を目指した研究を進めています。
主任教授挨拶
細胞分子生物学講座 分子機能制御学分野 教授 八田光世
細胞分子生物学講座は「分子機能制御学分野」と「細胞生理学分野」の2分野で構成されています。分子機能制御学分野は生物系の基礎科目（細胞生物学）と薬物療法の基盤となる専門基礎科目（薬理学）、細胞生理学分野は生体機能の維持・調節に関する専門基礎科目（生理学）を担当しています。研究面では生命現象の分子メカニズム解明を目指し、「アポトーシス」、「遺伝子発現と細胞フェノタイプ」、「骨代謝調節機構」に着目した研究テーマを展開しています。口腔医学研究センターを活用し、大学院生や共同研究者とともに活発な研究活動を行なっています。
それぞれの名称をクリックすると、詳細情報に移動します。
細胞生理学分野
細胞生理学分野では、硬組織（歯）と神経系（痛み）について分子・細胞レベルで解析し、再生医療や疼痛治療につながる基礎研究を展開しています。
研究テーマ
1. 歯の発生と再生の仕組みを解明する
歯の形成に関わる細胞の動きを可視化し、再生医療につながる基盤研究を進めています。
歯はまずエナメル質と象牙質からなる歯冠が形成され、その後に歯根がつくられます。エナメル質は上皮系のエナメル芽細胞によって、内側の象牙質は間葉系の象牙芽細胞によって形成されます。
近年、iPS細胞からこれらの細胞を誘導する技術や、抗体を用いた歯の再生治療の研究が国内外で進められています。私たちは、歯の形成を担う細胞を顕微鏡でイメージングし（下図）、その動きや働きを解析しています。
こうした研究を通して、分子・細胞レベルで歯の発生機構を明らかにし、将来的な歯の再生医療への応用を目指しています。
2. エナメル質形成の分子機構を明らかにする
エナメル質がどのように形成・成熟するのかを解明し、疾患の理解につなげます。
歯のエナメル質形成では、アメロジェニン（amelogenin）、アメロブラスチン（ameloblastin）、エナメリン（enamelin）などのエナメルタンパク質がエナメルマトリックス中に分泌されます。同時にタンパク質分解酵素であるmatrix metalloproteinase-20 (MMP20)やkallikrein-related peptidase-4 (KLK4)も分泌されます。これらの酵素は、役目を終えたエナメルタンパク質を分解・除去することで、エナメル質を硬く成熟させる働きをしています。
MMP20は歯に特異的に発現する酵素であり、ヒトMMP20 遺伝子の変異はエナメル質形成不全症を引き起こします。私たちは、遺伝子改変マウスの解析により、MMP20がエナメル質の成熟だけでなく、細胞間接着分子の分解を介してエナメル芽細胞の動態を制御する機能も担うことを明らかにしてきました。
この研究を通じて、エナメル質ができる仕組みの解明と、エナメル質形成不全症の病態解明を目指しています。
3. 漢方薬による神経伝導の抑制作用を検討する
漢方薬や生薬が末梢神経の痛み伝導をどの程度抑えるかを評価しています。
痛み情報は活動電位として末梢神経を伝導し、中枢へと伝えられます。活動電位の伝導を抑制する薬物を見出すことができれば、新たな局所麻酔薬の開発につながる可能性があります。そのため、ネッタイツメガエルから作製した坐骨神経標本を用いて複合活動電位を記録することで、漢方薬や生薬およびそれらの化学成分が神経伝導に与える影響を評価しています。安全性が確立された漢方薬や生薬に神経伝導抑制作用が認められれば、ドラッグリポジショニングによるより安全な局所麻酔薬としての応用も期待されます。
4. 脊髄後角での痛み情報伝達の調節機構を明らかにする
生理活性物質が脊髄での痛み伝達をどう変化させるかを解析しています。
痛み情報伝達の制御に重要な脊髄後角でのシナプス伝達に注目し、ラットから作製した脊髄横断スライス標本の脊髄後角第II層のニューロンにパッチクランプ法を適用し、シナプス伝達に対する種々の生理活性物質の作用を解析しています。これらの物質が痛み情報伝達をどのように促進あるいは抑制するのかを明らかにすることで、薬物による鎮痛作用や疼痛の発現メカニズムの理解を目指しています。
細胞生理学分野 所属教員
| 教授 | 藤田 亜美 |
|---|---|
| 講師 | 進 正史 |
分子機能制御学分野
私たちは・・・
分子機能制御学分野は生体の機能に関する授業のうち、薬理学や生物学に関連した授業を受け持っています。私たちの体には病気から回復させる復元力が元々備わっています。遺伝子に傷が付いても大事にならないうちにその傷を治す仕組みが細胞の中に備わっています。また、物質の中には元々備わっている復元力を強めたり、弱めたりする作用を持ったものがあり、それを薬として利用して病気を治しています。私たちはこうした生体の働きを研究しています。
分子機能制御学とは・・・
平成13年4月から始まった組織改革に伴って、旧生物学講座と旧歯科薬理学講座の両方の教育・研究を表している名称として名付けられました。
教育面では、1年生の「基礎理科」、「細胞生物学」、2年生の「分子生物学」、「薬理学」、「細胞分子生物学実習Ⅰ」、3年生の「口腔薬理学」、「臨床薬理学」、「細胞分子生物学実習Ⅱ」、「基礎研究演習」などの講義・演習・実習を担当しています。また、入学直前、臨床実習前ならびに最終学年の教育にも携わっています。
研究面では、生体の最小機能単位であるタンパク分子やその合成にかかわる遺伝子の機能を研究し、分子機能を制御することで疾患治療にアプローチしたいと考えています。研究室のドアはいつも開かれており、用がなくても気軽に入れるようにしていますので、是非遊びに来て下さい。
研究テーマ
日高グループ
１．遺伝子を護るアポトーシスの分子機構
私たちのからだを構成する細胞はゲノム上に２万個以上の遺伝子を持っています。遺伝子に変異が生じ、それがうまく働かなくなるとがんや遺伝病などの病気を発症することがあります。生体はそれを抑えるために種々の防御機能をもっています。その中の一つアポトーシス（細胞死）は、DNA上に変異を引き起こすような傷が生じた細胞を積極的に細胞死に導くことで、遺伝子を突然変異から護っています。私たちは、人為的にDNAの修復遺伝子を欠損させ遺伝子に傷が起こりやすくなった細胞を用いて、アポトーシス誘導の分子機構を研究しています。
２．発がん抑制におけるアポトーシスの役割
私たちは遺伝子トラップ法を用いてアポトーシスに関わる遺伝子を探索し、新規にMapo1 (O6-methylguanine-induced apoptosis 1)/FNIP2を同定しました。MAPO1は細胞内で発がん抑制タンパク質であるFLCN、そして、エネルギーセンサーであるAMPKの両者と複合体を形成して機能しています。アポトーシスの誘導過程において、MAPO1はユビキチン・プロテアソームによる分解から逃れて自らを安定化すると同時に、AMPKの活性化を制御し、アポトーシスの実行因子であるカスパーゼ３の活性化を引き起こします。また、非ヒストンのクロマチン結合タンパク質であるHMGAファミリータンパク質が新規のアポトーシス誘導因子として機能していることも見出しました。そこで、クロマチン動態によるアポトーシス誘導の制御機構にも注目して研究を進めています。がん細胞は正常細胞に比べてよく増殖するので、増殖の盛んな細胞を選択的にアポトーシスによって死滅させることが出来れば制がんの目的にも応用できるのではと期待しています。
八田グループ
私たちは、生命活動の基盤である遺伝子発現制御メカニズムの解明を主軸とし、特異的なDNA塩基配列に結合して転写調節に働く転写因子、さらにDNAメチル化やヒストン修飾などエピジェネティック制御に着目した研究活動をおこなっています。今後さらに、遺伝子発現制御を介した細胞フェノタイプ決定メカニズムの解明つまり細胞制御へと研究を発展させる計画です。これらの研究は発生・恒常性の維持および疾患の病態メカニズムの理解さらに疾患治療・細胞医療に繋がる基礎研究であり、医学の発展に寄与するものと考えています。
１．真核細胞における転写制御メカニズムの解明
２．ヒストン/DNAの化学修飾とクロマチン構造制御に関する研究
３．上皮細胞のフェノタイプ転換を制御する分子機構に関する研究
分子機能制御学分野 所属教員
| 教授 | 日髙 真純 |
|---|---|
| 教授 | 八田 光世 |
| 准教授 | 藤兼 亮輔 |
| 講師 | 長岡 良礼 |
