講座担当教授 竹森 重教授写真
准教授 山口 眞紀
助教 中原 直哉
非常勤講師 渡辺 賢
大学院生 林 友則
訪問研究員 関野 一
池田 道明
奥山 博司
森本 茂
中野 真
玉川 奈津子
野口 俊之
研究補助員 田口 美香
吉田 和音
 
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」

慈恵第三看護専門学校1年 「解剖生理学Ⅱ」 「情報科学」

実習科目名称と対象学年

医学科共通 医学研究

医学科1年 医学総論Ⅰ演習

医学科2年 医学総論Ⅱ演習

医学科2年 基礎医科学Ⅰ「自然と生命の理」演習・実習

医学科2年 症候病態演習Ⅰ

医学科3年 症候病態演習Ⅱ

医学科3年 症候病態演習Ⅲ

医学科3年 研究室配属

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大学院担当科目名称
大学院ガイド授業細目  筋生理学(44ページ)をご参照ください
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主な研究テーマ
実験研究
X線回析法による横紋筋タンパク質の構造解析
比熱測定による筋収縮エナジェティクス
構造・力学的解析法による横紋筋機能解析
骨格筋の病的萎縮の機序と予防法及び再生促進機構の探求
遺伝性疾患の原因となる変異タンパク質の分子動力学解析
運動療法や運動競技中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. 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
【原著論文】
  1. Oya R, Tsukamoto O, Hitsumoto T, Nakahara N, Okamoto C, Matsuoka K, Kato H, Inohara H, Takashima S. Gene Transfer of Skeletal Muscle-Type Myosin Light Chain Kinase via Adeno-Associated Virus 6 Improves Muscle Functions in an Amyotrophic Lateral Sclerosis Mouse Model. Int J Mol Sci 2022; 23(3): 1747.
  2. Hirano K, Yamauchi H, Nakahara N, Kinoshita K, Yamaguchi M, Takemori S. X-ray Diffraction Analysis to Explore Molecular Traces of Eccentric Contraction on Rat Skeletal Muscle Parallelly Evaluated with Signal Protein Phosphorylation Levels. Int J Mol Sci 2021; 22(23): 12644.
  3. Yamazawa T, Ogawa H, Murayama T, Yamaguchi M, Oyamada H, Suzuki J,Kurebayashi N, Kanemaru K, Oguchi K, Sakurai T, Iino M. Insights into channel modulation mechanism of RYR1 mutants using Ca2+ imaging and molecular dynamics. J Gen Physiol 2020;152(1):
  4. Sugi H, Yamaguchi M, Ohno T, Okuyama H, Yagi N. X-ray Diffraction Studies on the Structural Origin of Dynamic Tension Recovery Following Ramp-Shaped Releases in High-Ca2+ Rigor Muscle Fibers. Int J Mol Sci.2020;21(4): 1244-1254.
  5. Yamaguchi M, Kimura M, Ohno T, Nakahara N, Akiyama N, Takemori S, Yagi N. Crossbridge Recruitment Capacity of Wild-Type and Hypertrophic Cardiomyopathy-Related Mutant Troponin-T Evaluated by X-ray Diffraction and Mechanical Study of Cardiac Skinned Fibers. Int J Mol Sci.2020;21(10): 3520-3531.
  6. Sugi H, Yamaguchi M, Ohno T, Kobayashi T, Chaen S, Okuyama H. Tension Recovery following Ramp-Shaped Release in High-Ca2+ and Low-Ca2+ Rigor Muscle Fibers:Evidence for the Dynamic State of AMADP Myosin Heads in the Absence of ATP.PLOS ONE 2016; 11(9): 1-14.
  7. Yamaguchi M, Kimura M, Li ZB, Ohno T, Takemori S, Hoh JFY, 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 (8) :C692-700.

【著書】
  1. 山口眞紀, 橋本透. 3章 筋骨格系 Ⅴ 骨格筋 監修 栗原敏. イラストレイテッド統合臨床基礎医学. 東京:丸善,2018年,p132-148
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主な競争的研究費
  • 2022年〜2024年度 科学研究費学術研究助成基金・基盤研究(C)
     筋委縮過程の解明を目指した構造・機能同時測定〜in vivo骨格筋2次元X回折

  • 2021年〜2023年度 科学研究費学術研究助成基金・基盤研究(C)
     新生筋線維の機能獲得過程:サテライト細胞が胎児型筋線維を経て成熟筋線維になるまで

  • 2019年〜2022年 科学研究費学術研究助成基金・若手研究
     MR信号の理論的解釈に向けた骨格筋内の水分子間相互作用エネルギーの直接的定量測定

  • 平成30年〜32年科学研究費学術研究助成基金助成金・基盤研究(C)
     外眼筋は何故萎縮を免れるのか_筋衛星細胞を活性化する神経シグナルの解明と検証

  • 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?
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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)
    日本体力医学会理事(竹森)
    日本生物物理学会分野別専門委員(竹森)

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