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分子細胞生理学
- Molecular and Cellular Physiology

基本情報

学域名 分子生体医学講座 分子細胞生理学
(英語表記)Molecular and Cellular Physiology
代表者 顔写真
准教授

久野 みゆき
- Miyuki Kuno
場所 学舎 15階
連絡先 TEL:06-6645-3711
MAIL:kunomyk@med.osaka-cu.ac.jp
ホームページ http:// www.med.osaka-cu.ac.jp/molcelphysiol/ link
概要  分子細胞生理学は、2001年4月に旧生理学第一講座を母体として発足した研究室です。
生理学を基盤とし、細胞機能に関わる分子やその調節機構を明らかにすることに目標をおいています。生体は、異なる「機能」を担う臓器から成り立ちますが、分子・細胞レベルで起こる現象やその作用メカニズムには共通点が多くみられます。近年の医学教育制度・研修制度の変化に伴い、基礎医学分野にとっては厳しい状況が続いています。臨床に直結した研究に比べ、基礎研究は軽視されがちな傾向がありますが、その研究成果は、様々な病態の解明、治療法の検討、新薬の開発などにつながり、臨床研究の原点となるものです。
 当研究室では、生体の機能に関わる普遍的なシグナル分子であるイオンを中心に、その細胞内情報伝達メカニズム(イオンシグナリング)とそれを担うイオンチャネル・トランスポータ・ポンプなどの制御機構を解明することを目指しています。

教育方針

学部教育

  • 2回生では、細胞、神経、内分泌・代謝コースの講義と機能系実習を担当しています。本校では、現在「生理学」という系統講義は行っていませんが、医学生の基礎教育課程で必須とされる生理学に基づいた知識・経験を伝えるように心がけています。
  • 3回生では、研究室配属(修業実習)を担当しています。自らの「頭と手」を動かして、自立して実験を行うように指導し、実験の楽しさ、面白さを伝えたいと思っています。

臨床教育(研修医の育成)

  • 該当はありません。

研究指導

  • 留学生を含む大学院生の指導、アドバイザーを務めています。実験手法(パッチクランプ法、画像解析、蛍光・発光シグナル測定、遺伝子発現細胞の機能解析など)の習得、データ解析、研究成果のプレゼンテーション、論文作成を直接指導します。
  • 加えて、実験ノート作成、機器の安全な取扱い、研究倫理など実験に当たって必要な基本事項の徹底を心がけています。また、研究に興味を持つ学部生を積極的に受け入れ、実験の楽しさ、面白さを体験し、成果を学会などで発表する機会を提供しています。

研究について

概要

  • イオンは分化・増殖・分泌・運動・など多様な細胞機能を調節するシグナルとして重要な役割を担っています。私達はイオンシグナルがどのように分子、細胞や組織の機能に関わり、またその破綻がどのような病態を招くかを解明していこうと考えています。
  • 現在、取り組んでいるテーマは、
    1)プロトンシグナリング
    2)骨代謝とイオンシグナル
    3)ミクログリアの機能とイオンチャネル です。
    これらの研究は相互に深く関連しており、なかでも、重要な共通因子としてプロトン(H+)の役割に注目しています。プロトンは、骨粗鬆症、自然免疫過程、痛みの発生、癌転移などの病態にも深く関与することから、臨床講座や国内外の学外研究機関との共同研究も積極的に行います。

教室を代表する業績

  • Mori H et al (2003) Regulatory mechanisms and physiological relevance of a voltage-gated H+ channel in murine osteoclasts: phorbol myristate acetate induced cell acidosis and the channel activation. J Bone Miner Res 18:2069-2076.
  • Kuno M et al (2009) Temperature dependence of proton permeation through a voltage-gated proton channel. J Gen Physiol 134 (3):191-205.
  • Sakai H et al (2010). Phospholipase C-dependent Ca2+-sensing pathways leading to endocytosis and inhibition of the plasma membrane vacuolar H+-ATPase in osteoclasts. Am. J. Physiol (Cell Physiol). 299:C570-C578.
  • Sakai H et al (2013) Increases in intracellular pH facilitate endocytosis and decrease availability of voltage-gated proton channels in osteoclasts and microglia. J Physiol 591.23: 5851-5866.

主な研究内容

現在の主な研究テーマ

  • プロトンシグナリング機構
概要 細胞内外でのプロトン(H+)濃度の増減はpHを調節するだけでなく、物質の膜輸送、細胞内小胞の酸性化、エネルギー産生など多様な機能に関わっています。細胞膜には、H+を透過させる多様な輸送機構が備わっており、中でも、大量のH+を短時間に細胞外に排出することのできる電位依存性H+チャネル、ATP分解エネルギーを用いてH+を濃度勾配に逆らって輸送し細胞内外に酸性環境を作り出すことのできるH+ポンプは、H+シグナルを作り出す重要な分子です。加えて、最近、私達は膜を介して発生したH+の濃度勾配を迅速に解消することのできるH+リーク電流を破骨細胞膜で検出することに成功しました。当研究室が持っているH+チャネル、H+ポンプ、H+リーク電流をリアルタイムで定量的に測定する技術を活かし、H+シグナリングの普遍的な理解を目指しています。
  • 骨代謝とイオンシグナル
概要 骨はカルシウム(Ca2+)の貯蔵庫として生体内のCa2+代謝を担う他、成長・運動・免疫など多くの機能に関わっています。骨では、骨形成と骨吸収によるリモデリングが常時行われており、その破綻は骨粗鬆症などさまざまな障害を引き起こします。この骨リモデリングにはイオンの働きが極めて重要です。例えば、破骨細胞は大量のプロトン(H+)や酵素を分泌し骨を溶解しますが、その結果、強い酸性環境および骨基質から溶け出す高濃度のCa2+やリン酸イオンに曝されることになります。また、破骨細胞の機能は、Ca2+、H+、Cl-などのイオンシグナルによってコントロールされています。当研究室では、これらのイオンシグナルによる破骨細胞の分化過程、骨粗鬆症、炎症性骨病変、癌転移などのメカニズムを解明することを目指しています。
  • クログリアの機能とイオンチャネル
概要 ミクログリアは中枢神経系における免疫細胞です。感染、脳虚血、変性疾患などが起こると活性化され、障害部位に集まりサイトカインや活性酸素を産生したり、細菌や異物の貪食を行います。組織を防御するように働く一方、過剰な動員が組織障害をもたらす場合もあります。また神経病変は、pH、浸透圧、イオン環境の変化を伴うことが多く、ミクログリアにはこうした微小環境の変動に敏感に応答する機構が備わっていると考えられています。ミクログリアの細胞膜には電位依存性H+チャネルが発現し、アシドーシス環境下でミクログリアが膨化すると強く活性化されることも知られています。ミクログリアの細胞応答の引き金となるH+センシングや、活性酸素の産生を制御するメカニズムを研究しています。 

臨床への取り組み

治療薬の作用あるいは副作用のメカニズム解明など。

スタッフ

准教授 久野 みゆき

講座一覧

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