大隅 典子 教授

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クラスター:認知・社会, 分子・細胞, 臨床

専門の研究領域と研究テーマ
発生生物学、分子神経科学
「脳の発生発達維持の分子機構、神経新生低下と精神疾患発症の関わり、脳の健康を保つ栄養、社会性の発達に関する生物学的側面」

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職位

教授

所属部局

医学系研究科

分野名

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研究手法と
テクニック

免疫組織化学、全胚培養法、電気穿孔法、in utero 電気穿孔法、レンチウイルス、細胞培養、スライス培養、タイプラプス解析、トランスジェニックマウス、ノックアウトマウス、ニューロスフェアー培養、マウス行動解析

研究室所在地

星陵キャンパス医学部 5号館 9階西側

電話番号

022-717-8203

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osumi [@] med.tohoku.ac.jp

所属学会

日本発生生物学会
日本神経科学会
日本分子生物学会
日本解剖学会
北米神経科学会

経歴

1984年東京医科歯科大学歯学部卒。
1988年東京医科歯科大学大学院歯学研究科修了。歯学博士。
1988年同大学歯学部助手、
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1998年より東北大学大学院医学系研究科教授(現職)。

2006年東北大学総長特別補佐(男女共同参画担当)、
2008年東北大学ディスティングイッシュトプロフェッサーに就任。

2004年より科学技術振興機構CREST「ニューロン新生の分子基盤と精神機能への影響の解明」研究代表者、
2007年より東北大学グローバルCOE「脳神経科学を社会へ還流する研究教育拠点」拠点リーダーを務める。
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同年、女性研究者育成支援態勢整備の促進に貢献したとして、「ナイスステップな研究者2006」に選定。

主要業績

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脳がその高次機能を発揮するためには、発生過程で多種類のニューロンが決まった位置に決まった数だけ配置し、それらの間に正確な神経回路が形成されるとともに、ニューロン以外のグリア系細胞(アストロサイト、オリゴデンドロサイト、ミクログリア)がニューロンの機能を助けたり、血管と作用することによって酸素や栄養を取りこんだり、炎症等の障害修復を行うことなどが必要です。胎生期における脳構築過程の大部分は遺伝的プログラムに支配されていますが、脳の構築は胎生期で完了するものではなく、その後も種々の改変修飾が為されつつ進んでいきます。また、神経発生の初期に形成される神経堤という領域は、末梢神経系のニューロンやグリアを生みだすばかりでなく、頭部においては硬組織や血管平滑筋、 血管周皮細胞などを形成するといった多様な分化能を有しています。私たちはこのような神経系の発生発達について、分子および細胞レベルの研究を行っています。
とくに焦点を当てているのは、初期脳の領域化、胎生期から成体に至るまでの神経幹細胞の増殖と分化(神経新生)、神経堤の成立機序と分化機構などです。中でも、神経新生は脳の発生において重要であるだけでなく、脳機能の恒常性維持にも働いていると考えられ、その低下はうつ状態などの精神異常を招く要因になることが指摘されています。脳の発生発達や恒常性維持に関しては、さまざまな環境因子も影響することが分かってきています。私たちはとくに栄養的側面に着目し、神経新生に対する高度不飽和脂肪酸(DHAやアラキドン酸など)の役割について、齧歯類の生体および培養細胞系を用いて解析を進めています。このような研究は、神経新生の低下が関係する可能性のあるうつ病や統合失調症等の精神疾患の予防や治療の開発に資する可能性が期待されます。
東北大学脳科学グローバルCOEでの活動 : ベンジャミンムーアペイント 408 light light green 水性塗料 ガロン缶(3.8L)約20平米壁紙の上に塗れる水性ペンキ

若い脳科学の研究者が活躍する研究拠点-東北大学脳科学グローバルCOE「脳神経科学を社会へ還流する教育研究拠点」は、2007年の立ち上げ以来、充実した教育・研究支援を行ってきています。私たちは、ゲノム行動神経科学の拠点の一つとして、神経発達科学の研究を推進しています。また、科学を社会に還元するための教育を推進する上で、脳カフェや若手フォーラムの開催など、若手が積極的に企画し、大学内だけでなく、学外のアウトリーチ活動にも力を入れています。
脳神経科学コアセンターでの活動 : 脳神経科学コアセンター HP

私たちは、医学系研究科附属、創生応用医学研究センター・脳神経科学コアセンターにも所属しています。これは従来の講座制ではなく、プロジェクトに各研究室が参画する形をとっているユニークな組織です。これまでに、蓄積した脳科学グローバルCOEの成果を発展的に活かすことにより、さらに先端的な脳神経科 学研究を推進することをもって世界トップレベルの神経科学センターを目指しています。工学科、情報学科、医工学研究科、電気通信研究所と連携することによ り脳科学への応用技術や、脳科学の成果を応用する学際的な脳科学分野を構築するとともに、開発技術を通して学外の関連する脳科学研究者や関連研究者との連 携を推進します。


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図1:神経幹細胞の形態と分化直後のニューロン(神経細胞)
蛍光タンパク質により標識された菱脳神経幹細胞。神経幹細胞は細長い突起を持ち、脳室面側(図の下)と基底膜側(図の上)に接着している。脳室面側で最終分裂を終え、基底膜側に移動したニューロンが中心付近に存在している。


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図2:生後海馬における神経幹細胞
生後4週齢マウス海馬歯状回における神経幹細胞の増殖。BrdU(ヌクレオチドの類似物質)を投与すると、増殖能を有する神経幹細胞は抗BrdU抗体により検出される(マゼンタ)。またこれらの細胞はFABP7蛋白質を発現している(緑)。GCL:granule cell layer; SGZ, subgranular zone


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図3:神経新生に対する多価不飽和脂肪酸の効果
脳に多く含まれる多価不飽和脂肪酸(PUFA)であるアラキドン酸(ARA)およびドコサヘキサエン酸(DHA)の神経新生に対する効果をin vitroで検証した。胎齢16日のラット大脳皮質原基由来の神経幹細胞の増殖についてニューロスフェア法によりアッセイしたところ、培養液に添加した ARAは10*-6の濃度において、DHAは10*-7の濃度において溶媒のみを添加した対照群よりも高い増殖効果を示した。また、ここには示していないが、異なる継代段階のスフェアを用いた分化アッセイにおいて、ARAとDHAはそれぞれ異なる効果を示した。今後、神経新生におけるPUFAの効果や、脂肪酸シグナルの詳細について解析を行う予定である。ARAやDHAは栄養素として摂取可能なものであり、神経新生を向上させる目的に応用できることが期待される。

担当授業

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メッセージ

学部生のみなさんへ
ヒトの脳の中には1000億の神経細胞(ニューロン)と、神経細胞の働きを助けるグリア細胞がその数倍も存在しています。このようなヒトの脳は進化の過程で大きくなり、150万年くらいの間に細胞の数を劇的に増やしてきました。私たちの研究室では、このような脳ができあがるときに、神経幹細胞という「タネ」の細胞からどのようにして神経細胞(ニューロン)やグリア細胞が生まれてくるかについて、ラットやマウスを用いて分子レベル、細胞レベルの研究を行っています。また、このような脳内の細胞の産生、すなわち神経新生は発生発達期だけに起きるのではなく、記憶や学習に重要な海馬等では生涯にわたって続くことが知られるようになってきました。神経新生には栄養、睡眠、運動等の環境要因も大きく関わります。さらに、神経新生の異常が心の病に関係する可能性も見えてきました。脳の発生発達や心の病の研究に興味のある方は、どうぞ研究室を見学に来てください!

高校生のみなさんへ
脳神経科学にはさまざまなアプローチの仕方があります。東北大学ではいろいろな学部から脳神経科学の研究に入ってくることが可能です。将来、脳神経科学の研究を行いたい方は、高校生の間に、是非、万遍なくいろいろな科目の勉強をしておいて下さい。