群馬大学生体調節研究所

Institute for Molecular and Cellular Regulation, Gunma University

第2部会
共同利用・共同研究拠点

研究所・センターの概要

所長
佐藤　健
Sato, Ken

キーワード: 内分泌・代謝、生活習慣病、細胞生物学、ゲノム・エピゲノム解析
住所: 〒371-8512
群馬県前橋市昭和町3-39-15

内分泌・代謝を中心とした生体調節機構とその破綻による
生活習慣病の成因、病態生理の解明

当研究所は、1963年に内分泌研究所として設立され、1994年に生体調節研究所へと改組されました。内分泌・代謝を中心に、生体を統合的に調節する系の分子機構と、その破綻によって起こる疾患の成因・病態生理の研究を行っています。主なテーマは、受容体と細胞内シグナル伝達、開口放出・エンドサイトーシスなど細胞内膜輸送、膵β細胞の分泌や分化・再生、生体における代謝制御、糖尿病・肥満症をはじめとする生活習慣病の成因・病態生理、エピゲノム解析、炎症応答やDNA・タンパク質損傷ストレス応答などです。2010年度から内分泌代謝学の共同利用・共同研究拠点に認定されています。

令和2年度の研究活動内容及び成果

細胞のpHが胚発生を駆動するメカニズムを発見

当研究所の個体統御システム分野は、ハーバード大学との共同研究により細胞のpHがダイナミックな動物胚発生を支えることを発見しました。
エネルギー代謝は生命現象の中心であり、様々な分野で研究が進んでおります。しかしながら、動物の体づくり（胚発生）におけるエネルギー代謝の役割はほとんど分かっていませんでした。研究チームはこれまで動物胚後端部（尾芽領域）で解糖系が勾配を形成し、Wnt/β-カテニンシグナル経路の勾配形成を促すことで、胚の後方パターン形成を制御することを明らかにしていましたが、その分子機構は不明でした。そこで本研究では、ニワトリ胚の尾芽領域と、ヒトiPS細胞から分化誘導したヒト尾芽細胞において細胞内pHを測定したところ、解糖系の下流でアルカリ性pHの勾配が形成される事を発見しました。また、細胞内pHのアルカリ化がβ-カテニンのアセチル化修飾反応を促進する事で、Wntシグナル経路を制御する事を解明しました。

インスリンの新たな分泌様式の機序解明

当研究所の遺伝生化学分野は、北里大学、横浜市立大学、東京大学との共同研究で、インスリン分泌の新しい機序を見出しました。これまでの研究で、あらかじめ細胞膜に接着した分泌顆粒と、糖刺激後、はじめて細胞内から細胞膜近くに輸送される分泌顆粒からの、2つのインスリン分泌様式があることがわかっていました。前者に関わる分子は知られていましたが、後者に関わる分子は知られていませんでした。このたび、Rab27に結合するメラノフィリンという蛋白質が、ミオシン5、シンタキシン4という蛋白質と相互作用することにより、細胞内部にある分泌顆粒からの、持続的なインスリン分泌を引き起こしていることがわかりました。インスリン分泌を継続させる本機構は、特に、肥満などでインスリンが効きにくくなり、インスリンの需要が増した場合に、重要と考えられます。

社会との連携

最先端医学研究の現状と研究の面白さを市民、高校生へ紹介

研究内容をわかりやすくまとめた動画を作成してＷＥＢ配信をしています。敷居が高いと思われがちな最先端生命科学研究を一般の方にも親しみを持っていただけるよう工夫をしております。
また、高校生を対象として継続的に群馬県内高校へ出向き出前授業を実施しており、普段の授業では得られない大学教員による科学的知見を解説しています。さらにＳＳＨ（スーパーサイエンスハイスクール）指定校の生徒を招待して施設、実験見学や研究者のキャリアパスの紹介をし、生命科学研究に携わる若い人材育成にも力を入れております。