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DEPARTMENT OF Biosystems ScienceLAB. OF Deconstruction of Stem Cells

幹細胞デコンストラクション分野

教授 今吉 格 教授 Professor

今吉 格 
Itaru Imayoshi

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MESSAGE FROM THE LAB

当研究室では、神経幹細胞の制御機構の解析を行なっています。特に、転写因子や細胞シグナル経路の、ダイナミックな発現や活性の変動に着目し、それらのイメージングと光遺伝学を使用した人工的操作を用いて解析を行なっています。また、生後脳・生体脳に存在する神経幹細胞から、新生ニューロンが産生されるメカニズムの解析や、それらの知見を応用した再生医学技術の開発にも取り組んでいます。生物学・生命科学・基礎医学的なアプローチに加えて、物理学・工学・心理学のバックグラウンドをもつ構成メンバーも含めて、多様な研究を展開していますので、興味のある方は、いつでもお問い合わせください。

MEMBER

教授
今吉 格
Itaru Imayoshi
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その他 山田 真弓 (生命科学研究科・講師)、鈴木 裕輔 (生命科学研究科・助教)、磯部 圭佑 (生命科学研究科・特定教授)、坂本 雅行 (生命科学研究科・特定准教授)、Adam T. Guy (生命科学研究科・准教授)、研究員 (1名)、博士課程大学院生 (5名)、修士課程大学院生 (17名)、学部学生 (3名)、研究補佐員 (5名)  

RESEARCH

神経幹細胞とニューロン新生の制御メカニズムの解析と光操作、再生医学への応用

複雑かつ精緻な哺乳類の脳神経系は、遺伝的プログラムに従い再現性良く発生・発達します。一方で、生後発達過程や成体においても、哺乳類の脳は柔軟な可塑的性質を持っています。そして、これらの二つの性質が相まって、動物の行動や高次脳機能を制御する脳神経系が出来上がり、維持されます。このような脳神経系の発生・発達・可塑性について研究を行っています。特に、神経幹細胞の制御機構とニューロン新生という現象に着目しており、分子遺伝学・光遺伝学やライブイメージングという技術を駆使して、研究を進めています。

転写因子による神経幹細胞の制御

脳を構成する細胞であるニューロン、アストロサイト、オリゴデンドロサイトは神経幹細胞から産生されます。胎児発生期から生後脳・成体脳にいたるまで、神経幹細胞は脳内に存在し、ニューロンやグリア細胞を産生します。神経幹細胞の増殖・維持・細胞分化・休眠には厳密な制御機構が存在しています。当研究室では、特に遺伝子発現や細胞内シグナルのダイナミックな変動が、神経幹細胞の制御において担う役割を研究しています。特に、bHLH型転写因子の発現動態の変化が、神経幹細胞の自己複製と多分化能の維持に必須である役割について明らかにしてきました。この研究を契機に、遺伝子発現の光操作手法を取り入れ、新規技術開発も推進しています。

細胞の遺伝子発現の光制御

近年、光応答性の機能性タンパク質分子とそれらの遺伝子が多数同定され、遺伝子発現を含む、多くの細胞機能の光操作が可能になってきています。そのような光遺伝学と呼ばれる手法により、これまでの手法では不可能であったような時間的・空間的分解能にて、細胞や細胞集団の人為的な制御が可能になってきています。私たちは、青色や近赤外光によって制御可能な遺伝子発現制御システムの開発を行なっており、さまざまな遺伝子の発現の光操作を可能にする技術の開発を行なっています。また、産学連携研究も通じて、これらの光遺伝学技術を様々な生物学分野や基礎医学に拡張させるために、先端イメージングや光操作を可能にする光学技術・顕微鏡開発にも取り組んでいます。

哺乳類の生後脳・生体脳におけるニューロン新生

従来、ニューロンの産生は発生期においてしか行われないと考えられていましたが、ヒトを含めた哺乳類の成体の脳においても神経幹細胞が存在し、海馬や嗅球という領域では、ニューロンの新生が一生涯続いている事が解ってきました。新生ニューロンが既存の神経回路に組み込まれる様式と、高次脳機能との関係について、研究を行なっています。

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