研究紹介

分子細胞生物学

概要

 中枢神経系の細胞の誕生から死までを分子細胞生物学的手法で研究しています。神経幹細胞・ニューロン前駆細胞・グリア前駆細胞の増殖・分化・生存調節機構の解明を目指していますが、得られた知見を中枢神経系の再生医学に応用することが究極の目標です。また、脳内における血管系細胞(とくに微小血管を構成する内皮細胞と周皮細胞)と神経系細胞の相互作用の解析も行っています。さらに、神経興奮の制御機構の解明も目指しています。 大学院教育においては、大学院生と神経生物学の面白さを共に味わうことを目指しています。同時に自らの研究が社会に対してどう貢献しうるかを常に考える研究者を育成していきたいと考えています。将来神経科学の基礎研究をしたいと考えている人、臨床医として活躍するための基礎固めをしたいと考えている人はともに大歓迎です。もちろん、重粒子線が中枢神経系(血管系細胞を含む)に及ぼす影響を基礎からしっかり解析したいと考えている人も大歓迎です。是非一度当研究室を訪れてください。

メンバー

職名 氏名 学位 学位
教授 石崎 泰樹 医学博士 Ishizaki, Yasuki, M.D., Ph.D.
准教授 柴崎 貢志 理学博士 Koji Shibasaki, Ph.D.
助教 倉知 正 工学博士 Kurachi, Masashi, Ph.D.
助教 成瀬 雅衣 理学博士 Naruse, Masae, Ph.D.
助教 山本 華子 医学博士 Hanako Yamamoto, Ph.D.

研究内容

神経系前駆細胞の生存・増殖・分化調節機構の解明
 ニューロン前駆細胞を培養系に移して増殖因子を与えてもすぐに細胞周期を脱してニューロンに分化してしまいます。私たちはこの現象にサイクリン依存性プロテインキナーゼ阻害因子p27/Kip1が関与していることを見出しました。またこれまでニューロン前駆細胞はニューロンにしか分化しないと考えられて来ましたが、私たちはニューロン前駆細胞がグリア細胞にも分化しうることを見出しました。これら神経系前駆細胞の生存・増殖・分化調節機構の解析を通して、神経系の再生医療に貢献することを目指しています。

神経系細胞と血管系細胞の相互作用の解明
 白質梗塞巣中の脱髄軸索の再髄鞘化が、移植した血管細胞によって促進されることを見出しました。現在その分子基盤の解明を目指しています。

神経興奮の制御機構の解明
 脳内に存在するTRPチャネルに着目し、神経興奮の制御機構解明を進めています。現在までに、脳内温度情報をTRPV4(34℃以上で活性化)が電気情報に変換する新規機構を見いだしています。TRPV4遺伝子欠損マウスを用いた生体解析や神経興奮を制御する新たなアストロサイト亜集団の解析を行っています。

重粒子線照射が神経系細胞・血管系細胞に及ぼす効果の解明
 重粒子線照射が神経系細胞及び血管系細胞に及ぼす効果を分子細胞生物学的に解析しています。

主な業績

Sadakata, T., Kakegawa, W., Shinoda, Y., Hosono, M., Katoh-Semba, R., Sekine, Y., Sato, Y., Saruta, C., Ishizaki, Y., Yuzaki, M., Kojima, M., Furuichi, T. Axonal localization of Ca2+-dependent activator protein for secretion 2 is critical for subcellular locality of brain-derived neurotrophic factor and neurotrophin-3 release affecting proper development of postnatal mouse cerebellum. PloS one 9: e99524 (2014).

Akahoshi, N., Kamata, S., Kubota, M., Hishiki, T., Nagahata, Y., Matsuura, T., Yamazaki, C., Yoshida, Y., Yamada, H., Ishizaki, Y., Suematsu, M., Kasahara, T., Ishii, I.: Neutral aminoaciduria in cystathionine b-synthase-deficient mice, a model of homocystinuria, Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 306: F1462-1476 (2014).

Shibasaki, K., Ikenaka, K., Tamalu, F., Tominaga, M., Ishizaki, Y.: A novel subtype of astrocytes expressing TRPV4 regulates neuronal excitability via release of gliotransmitters. J. Biol. Chem. (in press, 2014)

Kayakabe, M., Kakizaki, T., Kaneko, R., Sasaki, A., Nakazato, Y., Shibasaki, K., Ishizaki, Y., Saito, H., Suzuki, N., Furuya, N., Yanagawa, Y.: Motor dysfunction in cerebellar Purkinje cell-specific vesicular GABA transporter knockout mice. Front. Cell. Neurosci. 7: 286 (2013)

Shibasaki, K., Ishizaki, Y., Mandadi, S.: Astrocytes functionally express TRPV2 channel. Biochem Biophys Res Commun 441: 327-332, (2013).

Sadakata, T., Kakegawa, W., Shinoda, Y., Hosono, M., Katoh-Semba, R., Sekine, Y., Sato, Y., Tanaka, M., Iwasato, T., Itohara, S., Furuyama, K., Kawaguchi, Y., Ishizaki, Y., Yuzaki,, M. and Furuichi,: T. CAPS1 deficiency perturbs dense-core vesicle trafficking and Golgi structure and reduces presynaptic release probability in the mouse brain. J Neurosci 33: 17326-17334 (2013).

Okano-Uchida,T., Naruse, M., Ikezawa, T., Shibasaki, K., and Ishizaki, Y.: Cerebellar neural stem cells differentiate into two distinct types of astrocytes in response to CNTF and BMP2. Neurosci. Lett. 552: 15-20 (2013).

Naruse, M., Shibasaki, K., Yokoyama, S., Kurachi, M., and Ishizaki, Y.: Dynamic
changes of CD44 expression from progenitors to subpopulations of astrocytes
and neurons in developing cerebellum. PloS one 8: e53109 (2013)

Matsumoto, H., Shibasaki, K., Uchigashima, M., Koizumi, A., Kurachi, M., Moriwaki, Y., Misawa, H., Kawashima, K., Watanabe, M., Kishi, S., Ishizaki, Y.: Localization of acetylcholine-related molecules in the retina: implication of the communication from photoreceptor to retinal pigment epithelium. PloS one 7: e42841 (2012)

Puentes, S., Kurachi, M., Shibasaki, K., Naruse, M., Yoshimoto, Y., Mikuni, M., Imai, H., Ishizaki, Y.: Brain microvascular endothelial cell transplantation ameliorates ischemic white matter damage. Brain Res. 1469: 43-53 (2012).

Cai, N., Kurachi, M., Shibasaki, K., Okano-Uchida, T., Ishizaki, Y.: CD44-positive cells are candidates for astrocyte precursor cells in developing mouse cerebellum. Cerebellum 11: 181-193 (2012).

Akahoshi, N., Ishizaki, Y., Yasuda, H., Murashima, Y. L., Shinba, T., Goto, K., Himi, T., Chun, J., and Ishii, I. : Frequent spontaneous seizures followed by spatial working memory/anxiety deficits in mice lacking sphingosine 1-phosphate receptor 2. Epilepsy & behavior : E&B 10.1016/j.yebeh.2011.09.002 (2011).

Feng, L., Eisenstat, D.D., Chiba, S., Ishizaki, Y., and Shibasaki, K.: Brn-3b inhibits generation of amacrine cells by binding to and negatively regulating DLX1/2 in developing retina. Neuroscience 195:9-20 (2011).

Saito, T., Shibasaki, K., Kurachi, M., Puentes, S., Mikuni, M., Ishizaki, Y.: Cerebral capillary endothelial cells are covered by the VEGF-expressing foot processes of astrocytes. Neurosci. Lett. 497: 116-121 (2011).

Kiyohara, H., Ishizaki, Y., Suzuki, Y., Katoh, H., Hamada, N., Ohno, T., Takahashi, T., Kobayashi, Y., and Nakano, T.: Radiation-induced ICAM-1 expression via TGF-b1 pathway on human umbilical vein endothelial cells; comparison between X-ray and carbon-ion beam irradiation. J. Radiat. Res. 52: 287-292 (2011).

Ibhazehiebo, K., Iwasaki, T., Okano-Uchida, T., Shimokawa, N., Ishizaki, Y., and Koibuchi, N.: Suppression of thyroid hormone receptor-mediated transcription and disruption of thyroid hormone-induced cerebellar morphogenesis by the polybrominated biphenyl mixture, BP-6. NeuroToxicology 32: 400-409 (2011).

Shibasaki, K, Murayama, N, Ono, K, Ishizaki, Y, and Tominaga, M.: TRPV2 enhances axon outgrowth through its activation by membrane stretch in developing sensory and motor neurons. J. Neurosci 30: 4601-4612 (2010).

Akahoshi, N., Kobayashi, C., Ishizaki, Y., Izumi, T., Himi, T., Suematsu, M., and Ishii, I.: Genetic background conversion ameliorates semi-lethality and permits behavioral analyses in cystathionine {beta}-synthase-deficient mice, an animal model for hyperhomocysteinemia. Hum. Mol. Genet. 17: 1994-2005 (2008).

Akahoshi, N., Murashima, Y.L., Himi, T., Ishizaki, Y., and Ishii, I.: Increased expression of the lysosomal protease cathepsin S in hippocampal microglia following kainate-induced seizures. Neurosci. Lett. 429: 136-141 (2007).

Ishizaki, Y.: Control of proliferation and differentiation of neural precursor cells: focusing on the developing cerebellum. J. Pharmacol. Sci. 101: 183-188 (2006).

Okano-Uchida, T., Himi, T., Komiya, Y., and Ishizaki, Y.: Cerebellar granule cell precursors can differentiate into astroglial cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101: 1211-1216 (2004).

Himi, T., Ishizaki, Y., and Murota, S.I.: 4,4′-diisothiocyano-2, 2′-stilbenedisulfonate protects cultured cerebellar granule neurons from death. Life Sci. 70: 1235-1249 (2002).

Miyazawa, K., Himi, T., Garcia, V., Yamagishi, H., Sato, S., and Ishizaki, Y.: A role for p27/Kip1 in the control of cerebellar granule cell precursor proliferation. J. Neurosci. 20: 5756-5763 (2000).

Maeno, E., Ishizaki, Y., Kaneseki, T., Hazama, A., and Okada, Y.: Normotonic cell shrinkage because of disordered volume regulation is an early prerequisite to apoptosis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97: 9487-9492 (2000).

Himi, T., Ishizaki, Y., and Murota, S.: A caspase inhibitor blocks ischemia-induced delayed neuronal death in the gerbil. Eur. J. Neurosci. 10:777-781 (1998).

Ishizaki, Y., Jacobson, M.D., and Raff, M.C.: A role for caspases in lens fiber differentiation. J. Cell Biol. 140:153-158 (1998).

Ishizaki, Y., Cheng, L., Mudge, A.W., and Raff, M.C.: Programmed cell death by default in normal and immortal fibroblasts and in cancer cells. Mol. Biol. Cell 6:1443-1458 (1995).

Ishizaki, Y., Burne, J.F., and Raff, M.C.: Autocrine signals enable chondrocytes to survive in culture. J. Cell Biol. 126:1069-1077 (1994).

Raff, M.C., Barres, B.A., Burne, J.F., Coles, H.S., Ishizaki, Y., and Jacobson, M.D.: Programmed cell death and the control of cell survival: lessons from the nervous system. Science 262:695-700 (1993).

Ishizaki, Y., Voyvodic, J.T., Burne, J.F., and Raff, M.C.: Control of lens epithelial cell survival. J. Cell Biol. 121: 899-908 (1993).