教授 竹森 重教授写真
准教授 山口 眞紀
山澤 徳志子
助教 大野 哲生
中原 直哉
非常勤講師 木村 雅子
渡辺 賢
訪問研究員 関野 一
池田 道明
奥山 博司
木村 澄子
森本 茂
中野 真
研究補助員 田口 美香
花野 万里子
大学院生 平野 和宏
 
講座(研究室)の概要
 骨格筋細胞の収縮装置からヒトの体力までをカバーする研究室の伝統は、研究室で戦後開発された名取のスキンドファイバー(細胞膜を剥ぎ取った骨格筋細胞標本)で「ひとつながり」になりました。この伝統を分子から生体まで多階層の骨格筋研究に活かしています。
医学科教育について
 高等学校までに育まれた多様な個性を活かし、特に物理・数学の素養を医学・医療の世界に繋げることを狙っています。物理化学と医学・生理学を融合した「自然と生命の理」のユニットでは、生命現象の基礎となる細胞膜電位の成り立ちや物質輸送についてもエントロピーが出てくる統計熱力学的観点まで踏み込みます。「感覚器」の課程では感覚入力を起点にした生体の情報処理システムの視点から、一見複雑にも見えるヒトの中枢神経系を進化過程における論理的展開として見ることを説きます。
大学院教育・研究について
 収縮・弛緩というダイナミックな機能状態変化をする骨格筋細胞は、その細長い長さ方向には筋節という2μm毎の周期構造を持ち、太さ方向にはフィラメント格子という数十ナノメートル毎の周期構造を持ちます。このおかげで直径0.1ミリ、長さ数から数十cmにも及ぶ大きな骨格筋細胞の全ては、微小な筋節単位胞に還元できます。筋節の周期長のモニタにはレーザ光の回折を、フィラメントの周期間隔のモニタにはX 線の回折を利用することで、機能している真っ最中の骨格筋細胞における筋節単位胞の振る舞いがわかります。骨格筋細胞ならではのこの著しい特徴を活かし、力学・熱力学・蛍光画像・生化学的解析を応用して、「細胞の構造−機能連関の解明」を進めることを目指しています。これは骨格筋以外の生体組織においては複雑な形態と機能とに阻まれて困難なことです。
講座(研究室)からのメッセージ
 人類は複雑な自然現象の本質を単純化で抉り出して人類文明を切り拓いてきました。まだまだ未解明な「生命現象の本質」を抉り出すには、骨格筋の単純な周期構造が活きます。特に生体の構成分子が生体の組織構造に組み込まれて初めて発現する協同的性質の解明には、骨格筋が代表例としての大きな威力を発揮します。この協同的性質は、バラバラにされた生体構成分子の特性をいくら追っても永劫にわかりません。組織化・構造化されるがゆえに発現するこの協同的性質は、視点を連鎖的に個体にまで広げれば恒常性維持機構の基本要素であり、この要素の破綻は生体の修復機構(フィードバック機構)が修復しきれない時に、個体の死にもつながる私たちの疾病を生み出します。理学的な手法の中から医学・生物学領域に応用し得るものを虎視眈々と狙いながら、分子から生命への機能的構築を、協同的な機能発現の道筋として辿ることが、教育においても大学院生を交えた研究においても、当講座の基本です。
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教育担当
講義科目名称と対象学年
医学科2年 基礎医科学I「自然と生命の理」、
医学科2年 基礎医科学II「感覚器」

医学科3年 医学英語専門文献抄読I

看護学科1年「解剖生理学II」
慈恵看護専門学校1年「生体の調節機能」
慈恵柏看護専門学校1年「人体の構造と機能」
実習科目名称と対象学年

基礎医科学I(医学科2年)ユニット「自然と生命の理」演習・実習
研究室配属(医学科3年)
選択実習(医学科6年)

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大学院担当科目名称
生育・運動機能病態・治療学 > 筋生理学(竹森)
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主な研究テーマ
実験研究
MRIが描き分ける生体内組織水の状態
横紋筋の筋フィラメント格子間隔の決定機構
骨格筋の病的萎縮の機序と予防法の探求
家族性心筋症をおこすトロポニン変異が収縮能を変調するメカニズム
筋収縮における自由エネルギー収支を明らかにする熱測定
日常的な運動競技での動作パフォーマンスを評価する手法の開発
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主な業績
【総説】
1. 山澤德志子, 柿澤 昌(京都大).【特集 脳における細胞内Ca2+ストアの制御機構と脳疾患の新たな治療戦略4】 脳における新規細胞内カルシウム放出機構 一酸化窒素依存的カルシウム放出機構:神経細胞死への関与. 日本薬理学雑誌 2016; 147: 200-205.

2. Yamaguchi M, Takemori S, Kimura M, Nakahara N, Ohno T, Yamazawa T, Yokomizo S, Akiyama N, Yagi N. Approaches to physical fitness and sports medicine through X-ray diffraction analysis of striated muscle. J Phys Fitness Sports Med 2016 ; 5 (1) : 47-55

3. Takemori S, Kimura M. Structure and function of skeletal muscle and locomotive systems:Involvement of water-state transitions. J Phys Fitness Sports Med 2012;1(1): 95-101

【原著論文】
1.Sugi H(Teikyo Univ), Yamaguchi M, Ohno T, Kobayashi T(Shibaura Inst Tech), Chaen S(Nihon Univ), Okuyama H.Tension Recovery following Ramp-Shaped Release in High-Ca and Low-Ca Rigor Muscle Fibers:Evidence for the Dynamic State of AMADP Myosin Heads in the Absence of ATP.PLOS ONE 2016; 11(9): 1-14.

2.Ohno T, Arao T(Nihon Univ), Sugi H(Teikyo Univ).Effect of Inorganic Phosphate and Low pH on the Force-Velocity Relation of Single Skinned Skeletal Muscle Fibers Studied by Applying Parabolic Fiber Length Changes.J Nanomed Nanotechnol 2017; 8(1): 1-5.

3.Yamazawa T, Nakamura N1), Sato M2), Sato C2)(1 Kyoto Univ)(2 AIST). Secretory glands and microvascular systems imaged in aqueous solution by atmospheric scanning electron microscopy (ASEM).Microsc Res Tech 2016; 79: 1179-1187.

4.Yamaguchi M, Kimura M, Zhao-bo Li, Ohno T, Takemori S, Joseph F.Y.Hoh, Yagi N. X-ray diffraction analysis of the effects of myosin regulatory light chain phosphorylation and butanedione monoxime on skinned skeletal muscle fibers. Am J Physiol Cell Physiol 2016 ; 310 : C692-C700.

5.Mikami Y, Yamazawa T. Chlorogenic acid, a polyphenol in coffee, protects neurons against glutamate neurotoxicity. Life Sciences 2015 ; 139 : 69-74.

6.Murayama T, Kurebayashi N, Yamazawa T, Oyamada H, Suzuki J, Kanamaru K, Oguchi K, Iino M, Sakurai T. Divergent activity profiles of type 1 ryanodine receptor channels carrying malignant hyperthermia and central core disease mutations in the amino-terminal region. PLOS ONE 2015 ; 1-23.

7.Yamaguchi M, Takemori S, Kimura M, Tanishima Y, Nakayoshi T, Kimura S, Ohno T, Yagi N, Hoh J, Umazume Y.
Protruding masticatory (superfast) myosin heads from staggered thick filaments of dog jaw muscle revealed by X-ray diffraction.
J Biochem 2010;147(1):53-61

8.Kimura M, Takemori S.
CH2-Units on (Poly-)ethylene glycol radially dehydrate cytoplasm of resting skinned skeletal muscle.
J Biochem 2008;143:841-847
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主な競争的研究費

平成27年度 島原科学振興会研究助成 脳梗塞辺縁部における細胞微細形態の経時直接観察

社団法人全日本コーヒー協会平成27年助成金 脳虚血部位(ペナンプラ)に対するコーヒーポリフェノールの保護作用の検証

平成25年度 中谷医工計技術振興財団研究助成 カルシウムイメージングを用いた悪性高熱症の病態解析

平成27年〜30年科学研究費学術研究助成基金金助成金・基盤研究(C)ポリアミン蓄積はスポーツ心臓の不整脈の誘因か?

平成25年〜27年科学研究費学術研究助成基金助成金・基盤研究(C) 一酸化窒素によるカルシウム放出機構の骨格筋における機能的意義
社団法人全日本コーヒー協会平成25年助成金   コーヒーポリフェノールクロロゲン酸による脳卒中予防の検証とその作用の解明
平成24年〜25年科学研究費学術研究助成基金助成金・挑戦的萌芽研究   弛緩溶液に分散した筋原線維懸濁液の水プロトンNMR横緩和経過
平成23年〜25年科学研究費学術研究助成基金助成金・基盤研究(C)分子動力学予測による心筋症発症機序を放射光回折で検証:分子内応力に伴うα螺旋の歪
平成22年〜24年科学研究費学術研究助成基金助成金・基盤研究(C)筋伸展はミオシン頭部をアクチンに向けて突出させ、収縮性クロスブリッジ形成を促す
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その他

社会的な活動・その他
Journal of Physiological Sciences誌編集委員(竹森)
体力科学誌編集委員(竹森)
Jikeikai Medical Journal誌編集委員(竹森)
日本生理学会評議員(竹森・山口・山澤)
日本体力医学会理事(竹森)
日本体力医学会学術委員長(竹森)
日本体力医学会学術委員会スポーツ医学研修会実行委員(山口)
日本体力医学会ガイドライン検討委員(竹森)
日本生物物理学会分野別専門委員(竹森)

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