Chihara A, Burton-Smith RN, Kajimura N, Mitsuoka K, Okamoto K, Song C*, Murata K*　(2022) A novel capsid protein network allows the characteristic inner membrane　structure of Marseilleviridae giant viruses. Sci Rep 12(1):21428.
Watanabe R, Song C, Kayama Y, Takemura M, Murata K* (2022) Particle morphology of　Medusavirus inside and outside cells reveals new maturation process of giant virus. J Viol 96(7), e0185321.

宋 致宖、村田和義（2022）特集　クライオ電子顕微鏡の現在「生命分子動態機能解析システムと組み合わせたクライオ EM 研究支援」 顕微鏡Vol 57. No.3 P.113-117　日本顕微鏡学会

Sugawara T, Furuse K, Otani T, Wakayama T, Furuse M. (2021) Angulin-1 seals tricellular contacts independently of tricellulin and claudins. J Cell Biol. 220: e202005062
Izumi Y, Furuse K, Furuse M. (2021) The novel membrane protein Hoka regulates septate junction organization and stem cell homeostasis in the Drosophila gut. J Cell Sci. 134: jcs257022
Otani T, Nguyen TP, Tokuda S, Sugihara K, Sugawara T, Furuse K, Miura T, Ebnet K, Furuse M (2019) Claudins and JAM-A coordinately regulate tight junction formation and epithelial polarity. J Cell Biol 218: 3372-3396

　西田 基宏 教授　　　西村 明幸 特任准教授

心血管組織の恒常性維持と変容の分子機構の解明
  頑健な心血管組織が血行力学的負荷に対して適応・不適応する機構を、ミトコンドリア動態機能変化や病態特異的なタンパク質複合体形成に着目して解析している。疾患モデルマウスや摘出臓器を用いた心血管機能解析、共培養系を用いたシグナル解析、ケミカルバイオロジーを駆使したタンパク質の翻訳後修飾解析により、心循環恒常性維持にかかわる筋細胞がストレス抵抗性を高める機構を解明し、そこから健康長寿に資する革新的な医療戦略の構築を目指す。
 

Nishiyama K, Nishimura A, Shimoda K, Tanaka T, Kato Y, Shibata T, Tanaka H, Kurose H, Azuma Y-T, Ihara H, Kumagai K, Akaike T, Eaton P, Uchida K, Nishida M*. Redox-dependent internalization of purinergic P2Y6 receptor limits colitis progression. Science Signal. (2022). doi: 10.1126/scisignal.abj0644.
Oda S, Nishiyama K, Furumoto Y, Yamaguchi Y, Nishimura A, Tang XK, Kato Y, Numaga-Tomita T, Kaneko T, Mangmool S, Kuroda T, Okubo R, Sanbo M, Hirabayashi M, Sato Y, Nakagawa Y, Kuwahara K, Nagata R, Iribe G, Mori Y, Nishida M*. Myocardial TRPC6-mediated Zn²⁺ influx induces beneficial positive inotropy through β-adrenoceptors. Nature Commun. 2022 Oct 26;13(1):6374.
doi: 10.1038/s41467-022-34194-9.
Numaga-Tomita T, Shimauchi T, Kato Y, Nishiyama K, Nishimura A, Sakata K, Saiki S,Inada H, Kita S, Iwamoto T, Nabekura J, Birnbaumer L, Mori Y, Nishida M*. Inhibition of TRPC6 promotes capillary arterialization during post-ischemic blood flow recovery. Br. J. Pharmacol. 2023 Jan;180(1):94-110. doi: 10.1111/bph.15942.

　村上 正晃 教授*　　　長谷部 理絵 特任准教授

神経免疫連関による炎症疾患病態誘導の分子機構
   北海道大学、量子科学技術研究開発機構とのクロスアポイントメントにて本研究部門を主宰する村上正晃教授は、長谷部准教授と共同でIL-6サイトカインと自己反応性CD4+T細胞がどのように組織特異的自己免疫疾患を誘導するかを研究し、神経-免疫連関の新たなコンセプトであるゲートウェイ (G) 反射を発見した(Cell, 148, 447-, 2012など)。６つのG反射が発見されたが、重力、痛み、ストレス、光、炎症などの環境刺激により特定の神経回路が活性化することにより、中枢神経系を含め血液関門を有する臓器の特定部位の血管で血中の自己反応性CD4+ T 細胞存在が集積し、局所炎症が誘導される。また、G反射がどのように血管透過性を上昇させるかもIL-6アンプコンセプトから証明した(Immunity, 50, 812-, 2019, Immunity, 29, 628-, 2008)。分子神経免疫研究部門では、新たなG反射の発見と、既知のG反射の詳細な神経回路をはじめとする分子機構の解明、さらにIL-6アンプによる炎症誘導機構の解明を目的に研究を行っている。
 

Hasebe R, et al., (2022) ATP spreads inflammation to other limbs through crosstalk between sensory neurons and interneurons. J Exp Med 219: e20212019.
Stofkova A, et al., (2022) Depletion of Retinal Dopaminergic Activity in a Mouse Model of Rod Dysfunction Exacerbates Experimental Autoimmune Uveoretinitis: A Role for the Gateway Reflex. Int J Mol Sci 23: 453
Murakami M et al., (2019) Pleiotropy and Specificity: Insights from the interleukin 6 family of cytokines. Immunity 50: 812-831.
Stofkova A et al., (2019). Photopic light-mediated down-regulation of local α1A-adorenagic signaling protects blood-retina barrier in experimental autoimmune uveoretinitis. Sci Rep 9: 2353.
Arima Y, et al., (2017) Brain micro-inflammation at specific vessels dysregulates organ-homeostasis via the activation of a neu neural circuit. eLife 6: e25517.
Arima Y, et al., (2015) A pain-mediated neural signal induces relapse in murine autoimmune encephalomyelitis, a multiple sclerosis model. eLife 4: e08733.
Arima Y, et al., (2012) Reginal neural activation defines a gateway for autoreactive T cells to cross the blood-brain barrier. Cell 148: 447-457.

 　鳴島 円 准教授　　

発達/障害/環境による神経回路機能の再編成とグリアによる制御
   発達期、学習時、睡眠時などの生理的条件下や病態モデルを用いて、神経回路の再編成のメカニズムについて特にグリア細胞の機能に着目して研究を行っている。感覚情報処理や情動に関連する脳部位において、最先端２光子励起レーザー顕微鏡を用いた神経細胞やグリアの生体内イメージングと光による活動操作法、スライスパッチクランプ法などの電気生理学手法、分子生物学的手法を利用して研究している。

 

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連絡先    鳴島 円 TEL：0564-55-7854 / E-mail:narumado(at)nips.ac.jp
           （※なお、鍋倉教授による大学院生受入は行っておりません）
 

　吉村 由美子 教授　　　

大脳皮質視覚野の機能・発達の神経回路基盤
   大脳皮質の情報処理や発達の神経回路メカニズムを明らかにすることを目指し、主に視覚野を対象に研究を行っている。スライスパッチクランプ法にケージド試薬・光遺伝学を組みあわせた神経回路解析や越シナプストレーサーによる形態学的解析を行い、選択的なシナプス結合による神経回路の特性、標的分子認識や生後の経験に依存した回路形成機構についての研究を進めている。また、個体動物を対象にした電気生理学的解析や2光子Ca²⁺イメージングにより視覚反応を記録し、生後の視覚経験や弁別学習により視覚機能がどのように調整されるかについても解析している。
 

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連絡先   吉村 由美子　TEL：0564-55-7731 / E-mail：yumikoy(at)nips.ac.jp
 

　根本 知己 教授　　　榎木 亮介 准教授

先端光イメージング、生体リズム、冬眠の神経基盤
  非線形光学、レーザー、ナノ材料等の先端技術を駆使した光学イメージングを独自に開発している。特に、世界最先端の、超深部・超解像・長期イメージングを駆使することにより、神経回路や神経細胞、グリア細胞の活動、開口放出などにおいて、微細形態やシグナル分子の定量的な可視化解析を通じて、生体リズムや冬眠などを含む生理機能の創発原理やその分子基盤の理解を目指している。また、がんや疾患の動物モデルや植物生理学への応用も推進している。（www.nips.ac.jp/bp/）
 

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連絡先    根本知己　TEL：0564-59-5257 / E-mail: tn(at)nips.ac.jp
             榎木亮介　TEL：0564-59-5258/E-mail: enoki(at)nips.ac.jp


研究部門HP

 

　和氣　弘明 教授　

中枢神経系多細胞回路の生理機能計測と操作
  多細胞回路動態研究部門は、中枢神経系の神経細胞とグリア細胞で成り立つ多細胞回路基盤の高次脳機能に対する生理的機能を明らかにすることを目的として、研究を行っている。そのためにマウスの行動につながる神経回路に関与するグリア細胞の生理的機能を検討し、これを病態につなげることを目指す。これまでの２光子顕微鏡による可視化技術に加えて、更に我々が開発したホログラフィック顕微鏡の生物応用を進め、神経細胞間の機能結合やそれを担うトランスクリプトームに着目して、ホログラフィック刺激・計測を用いることで局所神経回路の評価に取り組むとともに、これによって動物の高次脳機能を操作することを目指す。
 

Quan X, Kato D, Daria V, Matoba O, Wake H*. Holographic microscope and its biological application. Neurosci Res. 2021, Nov 2: S01680102(21)00220-0
Okada T, Kato D, Nomura Y, Obata N, Quan X, Morinaga A, Yano H, Guo Z, Aoyama Y, Tachibana Y, Moorhouse AJ, Matoba O, Takiguchi T, Mizobuchi S and Wake H*. Pain induces stable, active microcircuits in the somatosensory cortex that provide a new therapeutic target. Sci Adv, 2021 Mar 19;7(12):eabd8261.
Haruwaka K, Ikegami A, Tachibana Y, Ohno N, Konishi H, Hashimoto A, Matsumoto M, Kato D, Ono R, Kiyama H, Moorhouse AJ, Nabekura J and Wake H*. Dual Microglia Effects on Blood Brain Barrier Permeability Induced by Systemic Inflammation, Nature Commun. 2019, Dec 20;10(1):5816.

　磯田 昌岐 教授　

社会的認知機能の神経メカニズムの解明
   社会的な認知機能の神経メカニズムを解明するため、サルをモデル動物とするシステム神経科学研究をおこなっている。具体的には、自己と他者の区別、他者の行動モニタリングとそれに基づく自己の行動決定、自己と他者の比較などの認知機能側面に着目し、それらを可能にする神経メカニズムを行動実験、神経生理実験、神経薬理実験、ウイルスベクターを用いた神経路選択的活動操作などを組み合わせて明らかにする。また、高次脳機能のゲノム基盤の解明（認知ゲノミクス）、精神・神経疾患の霊長類モデルの作出、及び、モデル動物を用いた病態メカニズムの解明にも取り組んでいる。
 

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連絡先    磯田 昌岐  TEL：0564-55-7761 / E-mail：isodam(at)nips.ac.jp

　北城 圭一 教授　

神経ダイナミクスの機能的役割の解明
  ヒトや動物の脳神経活動は振動、同期などの多様な非線形ダイナミクスを見せる。EEG、MEG、ECoG、fMRI、非侵襲脳刺激を組み合わせてのヒト実験、及び、ヒトに加えて他の動物を含む脳神経活動と自律神経系を反映する生体信号の非線形動力学、情報理論、ネットワーク解析、統計的機械学習に基づいたデータ解析と、数理モデル化を行い、脳と身体の情報処理の統合的な理解を目指す。これにより知覚、認知、運動、情動、社会性機能等のさまざまな脳機能のメカニズム、個人特性や病態の理解を進める。また、神経ダイナミクスに着目した新規なブレインマシンインターフェイスや人工知能技術の開発を目指す。
 

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連絡先   北城 圭一　TEL：0564-55-7751 / E-mail：kkitajo(at)nips.ac.jp
 

　竹村 浩昌 教授　
機能的・構造的脳マッピングによる感覚・認知情報処理機構の研究
   主に生理学研究所が保有する磁気共鳴(MR)装置を用いて、脳構造および脳活動の計測・分析を行い、脳の構造と脳の機能がどのように関連しているのかを解明する研究に取り組んでいる。またヒト健常例を対象とした研究にとどまらず、動物モデルを対象としたMR脳計測データの評価や眼科疾患などの症例における脳データ解析にも取り組んでいる。
 

Miyata T, Benson NC, Winawer J. & Takemura H. (2022) Structural covariance and heritability of the optic tract and primary visual cortex in living human brains. The Journal of Neuroscience, 42, 6761–6769.
Takemura H, Palomero-Gallagher N, Axer M, Gräßel D, Jorgensen MJ, Woods R. & Zilles K. (2020) Anatomy of nerve fiber bundles at micrometer-resolution in the vervet monkey visual system. eLife, 9, e55444.
Takemura H, Pestilli F, Weiner KS, Keliris GA, Landi S, Sliwa J, Ye FQ, Barnett M, Leopold DA, Freiwald WA, Logothetis NK. & Wandel, BA. (2017) Occipital white matter tracts in human and macaque. Cerebral Cortex, 27(6), 3346–3359.

Sasaki R, Ohta Y, Onoe H, Yamaguchi R, Miyamoto T, Tokuda T, Tamaki Y, Isa K, Takahashi J, Kobayashi K, Ohta J, Isa T.  (2024) Balancing risk-return decisions by manipulating the mesofrontal circuits in primates. Science 383(6678):55-61
Sasaki R, Kumano H, Mitani A, Suda Y, Uka T. (2022) Task-specific employment of sensory signals underlies rapid task switching. Cereb Cortex 32(21):4657-4670
Sasaki R, Anzai A, Angelaki DE, DeAngelis GC. (2020) Flexible coding of object motion in multiple reference frames by parietal cortex neurons. Nature Neuroscience 23(8): 1004-1015
 

　西島 和俊 教授

実験モデル動物の開発と特性解析
   科学的に意義のある動物実験を実施するには、動物に対する知識や飼育環境の適正化が不可欠である。動物資源共同利用研究センターでは、獣医学、実験動物学的見地より、各動物種（特にウサギ）に適応した実験手法（モデル開発と特性解析）、系統保存方法、飼育管理方法の開発を推進している。
（※現在、体験入学の受入は行っていません。）
 

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連絡先    西島和俊　TEL：0564-55-7781 / E-mail: kanish(at)nips.ac.jp
 

　村越 秀治 准教授　

２光子励起顕微鏡による生体・組織深部微細構造・シグナル動態の可視化解析
  本研究室では、生きた動物の脳内や脳組織内のシグナル分子（タンパク質）の動態を多光子蛍光寿命イメージング顕微鏡（２光子FRETイメージング顕微鏡）や光操作法を用いて直接可視化・操作する。特に、記憶に関与する分子の動態を見るためのプローブを独自開発・応用することにより、脳内で起こる記憶の形成過程を可視化している。記憶学習の過程で起こる生化学反応を直接「見て操作」することにより、記憶の実体を明らかにしたいと考えている
 

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連絡先   村越 秀治　TEL：0564-55-7857 / E-mail：murakosh(at)nips.ac.jp
 

  　福永 雅喜 特任教授

超高磁場MRIによる新規計測法開発とヒト脳の機能構造関連解析
　磁気共鳴法 (magnetic resonance: MR) は、生体の構造、機能、代謝、分子動態を非侵襲的に観察できる優れた計測技術である。当部門では、脳を対象に、３テスラMRI、７テスラ超高磁場MRIを用いたイメージングおよび分光法を駆使し、ヒト脳の構造と機能の関連について研究を進めるとともに、生体パラメーター収集のための新規計測法を開発する。また、脳画像による疾患理解を目的に、多施設臨床共同研究に参画し、ビッグイメージングデータ解析から精神疾患のエンドフェノタイプ、バイオマーカー探索を推進している。
 

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連絡先    福永 雅喜 TEL：0564-55-7842 / E-mail：fuku(at)nips.ac.jp
 

　小林 憲太 准教授　

高効率な遺伝子導入ウイルスベクターシステムの開発と大脳基底核回路による運動調節機構の解析
   脳機能は、複雑な神経回路網によって制御されている。脳機能を理解するには、神経回路網を構成する特定神経路の作用を解明する必要がある。我々は、アデノ随伴ウイルスベクターやレンチウイルスベクターを利用して、特定神経路においてより効率的に目的遺伝子を発現誘導するシステムの開発に取り組んでいる。また、独自開発したウイルスベクターシステムを駆使して、大脳皮質−大脳基底核ループを形成する特定神経路の機能を解析している。こうした解析によって、大脳皮質−大脳基底核ループによる運動調節のメカニズムを理解したいと考えている。
 

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連絡先  小林 憲太　TEL：0564-55-7827 / E-mail：kobaya(at)nips.ac.jp
 

　　曽我部 隆彰 准教授

感覚受容の分子機構の解明
　TRPチャネルを中心として温度受容・侵害刺激受容・味刺激受容等の感覚受容の分子機構の解明を目指して、主にショウジョウバエなどの昆虫モデルを用いた行動実験や電気生理学的手技、分子生物学的手技を適用して研究を進めている。特に感覚機能と感覚受容体を制御する脂質遺伝子の探索と生理機能の解析に取り組んでおり、新しい昆虫忌避剤や殺虫剤の探索と作用メカニズムの解析も行っている。
 

*Sokabe T, Bradshaw HB, Tominaga M, Leishman E, Chandel A, *Montell C. Endocannabinoids produced in photoreceptor cells in response to light activate Drosophila TRP channels. Sci Signal. 15(755):eabl6179. 2022
*Kashio M, Masubuchi S, Tominaga M.
Protein kinase C (PKC)-mediated phosphorylation of TRPM2 Thr738 counteracts the effect of cytosolic Ca²⁺ and elevates the temperature threshold. J Physiol. 2022 Aug 30.
*Saito S, Saito CT, Igawa T, Takeda N, Komaki S, Ohta T, Tominaga M. Evolutionary tuning of TRPA1 underlies the variation in heat avoidance behaviors among frog species inhabiting diverse thermal niches. Mol Biol Evol. 2022 Aug 22:msac180.
Suito T, Nagao K, Juni N, Hara Y, Sokabe T, Atomi H, *Umeda M. Regulation of thermoregulatory behavior by commensal bacteria in Drosophila. Biosci Biotechnol Biochem.86(8):1060-1070. 2022
Nguyen THD, Chapman S, Kashio M, Saito C, Strom T, Yasui M, *Tominaga M. Single amino acids set apparent temperature thresholds for heat-evoked activation of mosquito transient receptor potential channel TRPA1. J Biol Chem. 102271. 2022