組織紹介

医学専攻　機能展開医学系：器官・統合生理学講座の概要

詳しくは、当該 医学専攻　機能展開医学系：器官・統合生理学講座 ホームページをご覧ください。

構成員の紹介

教授	沼田　朋大	Tomohiro NUMATA
准教授	田頭　秀章	Hideaki TAGASHIRA
助教	佐藤　かお理	Kaori SATO
技術職員	酒井　彩子	Ayako SAKAI

　

教育と研究の概要

主な担当授業

学部の授業
講義:「個体の構成と機能Ⅱ」：内分泌ホルモン、生殖機能
　　 「臓器の機能Ⅰ」：神経系総論、中枢神経、運動神経、感覚神経、
　　　　　　　　　　　 末梢神経、感覚生理、神経系演習
　　 「臓器の機能Ⅱ」：腎機能、消化・吸収
　　 「生体機能学実習」：「感覚」「記憶」
　　 「基礎医学アドバンストコース」：論文検索、発表、討論
　　 「基礎配属」：各研究課題に対する知識・技術の習得と実践

大学院の講義
　講義：神経科学・実習、生理学、イオンチャネルと神経機能学・実習、
　　　　神経伝達機構・実習、
　実習：器官統合生理学、基礎医学技術実習、イオンチャネルと神経機能学・
　　　　実習、神経伝達機構・実習、神経科学・実習

　

主な研究対象

1.イオンチャネルの構造と機能に関する研究
2.細胞容積調節機構と細胞死機構に関する研究
3.光化学の膜興奮への応用に向けた医工学技術開発
4.神経内分泌機構に関する研究
5.漢方薬の作用機序に関する研究
6.細胞のオスモセンシングに関する研究

医学専攻　機能展開医学系：器官・統合生理学講座の概要

修士、博士課程の大学院生・研究生を募集中です。学生、社会人を含め幅広い分野からの参加をお待ちしております。お気軽にご連絡ください。
（TEL 018-884-6272、e-mail numata@med.akita-u.ac.jp）

主な発表論文
1.Numata T, Sato-Numata K, Hermosura MC, Mori Y, Okada Y.
TRPM7 is an essential regulator for volume-sensitive outwardly rectifying anion channel
Communications Biology (4(1), 599, 2021)
これまで細胞容積調節機構に膨らみセンサーカチオンチャネル(TRPM7)タンパクと、元の細胞の大きさに戻すアニオンチャネル(VSOR)タンパクの2つのタンパク質が何らかの役割を担うことは知られていた。しかし、細胞の膨張を抑えるシステムの中でどのような関係で働いているのかは不明であった。本研究は二つのタンパク質（TRPM7とVSOR）が協調することで、膨らんだ細胞が元に戻るしくみを明らかにした世界で初めての発見である。

2.Numata T, Fukuda R, Hirano M, Yamaguchi K, Sato-Numata K, Imahori H, Murakami T.
Elucidation of the mechanisms for the underlying depolarization and reversibility by photoactive molecule　
Cellular Physiology and Biochemistry (54(5), 899-916, 2020)
私たちが開発した光誘導性電荷分離分子を用いた脱分極は、細胞のイオン輸送を介する脱分極と膜の代謝を介する再分極メカニズムによることを解明した。

3.Numata T, Sato-Numata K, Okada Y.
Herbal components of Japanese Kampo medicines exert laxative actions in colonic epithelium cells via activation of BK and CFTR channels　
Scientific Reports (9(1), 15554, 2019)
漢方便秘薬の作用メカニズムは、麻子仁がCFTRを、桃仁、杏仁、大黄はBKチャネルを活性化することで上皮細胞から効率的に水分分泌させることを明らかにした。

4.Numata T, Tsumoto K, Yamada K, Kurokawa T, Hirose S, Nomura H, Kawano M, Kurachi Y, Inoue R, Mori Y.
Integrative approach with electrophysiological and theoretical methods reveals a new role of S4 positively charged residues in PKD2L1 channel voltage-sensing　
Scientific Reports (7(1), 9760, 2017)
多発性嚢胞腎の原因遺伝子PKD2L1の機能解析を革新的な実験科学と計算科学の融合で創出した解析法を実施し、電位感受性部位の新たな役割を発見した。

5.Takano Y, Numata T, Fujishima K, Miyake K, Nakao K, Grove WD, Inoue R, Kengaku M, Sakaki S, Mori Y, Murakami T, Imahori H.
Optical control of neuronal firing via photoinduced electron transfer in donor-acceptor conjugates
Chemical Science (7(5), 3331-3337, 2016)
私たちが開発した光誘導性電荷分離分子の側鎖修飾を行うことで細胞膜における分散性を増加させ、単離培養神経細胞で光誘導性活動電位を発生させることに成功した。

6.Nakatsuji H, Numata T, Morone N, Kaneko S, Mori Y, Imahori H, Murakami T.
Thermosensitive ion channel activation in single neuronal cells by using surface-engineered plasmonic nanoparticles　
Angewandte Chemie International Edition (54(40), 11725-11729, 2015)
金ナノロッドに適切な皮膜を行うことで細胞膜へ無毒に局在化し、光誘導性膜温度上昇を行うことで温熱感受性TRPV1チャネルの活性化を達成した。

7.Qian X, Numata T, Zhang K, Li C, Hou J, Mori Y, Fang X.
Transient receptor potential melastatin 2 protects mice against polymicrobial sepsis by enhancing bacterial clearance　
Anesthesiology (121(2), 336-351, 2014)
炎症関連分子であるTRPM2は、敗血症モデルマウスで細菌のクリアランスおよび抗酸化物質HO-1の産生に関与することを見出した。

8.Numata T, Murakami T, Kawashima F, Morone N, Heuser JE, Takano Y, Ohkubo K, Fukuzumi S, Mori Y, Imahori H.
Utilization of photoinduced charge-separated state of donor-acceptor-linked molecules for regulation of cell membrane potential and ion transport　
Journal of the American Chemical Society (134(14), 6092-6095, 2012)
体内の細胞の興奮性を非侵襲的刺激で制御する技術は臨床応用へつながる。合成有機化学、薬学、生理学の医工学連携融合研究で光誘導性細胞興奮法を開発した。

9.Numata T, Sato K, Christmann J, Marx R, Mori Y, Okada Y, Wehner F.
The ΔC splice-variant of TRPM2 is the hypertonicity-induced cation channel in HeLa cells, and the ecto-enzyme CD38 mediates its activation　
Journal of Physiology (London) (590(5), 1121-1138, 2012)
高浸透圧刺激による細胞縮小の際にTRPM2スプライスバリアントと協働的に働くCD38は、細胞容積を復帰させるNa+流入経路であること世界で初めて示した。

10.Numata T, Shimizu T, Okada Y.
Direct mechano-stress sensitivity of TRPM7 channel　
Cellular Physiology and Biochemistry (19(1-4), 1-8, 2007)
分子生理学的実験でTRPM7は、浸透圧性膨大、ずり応力、膜伸展の各種機械刺激感受性があることを示し、哺乳類のメカノセンサーであることを確定的にした。

11.Numata T, Shimizu T, Okada Y.
TRPM7 is a stretch- and swelling-activated cation channel involved in volume regulation in human epithelial cells　
American Journal of Physiology-Cell Physiology (292(1), C460-C467, 2007)
細胞の調節性容積減少機構をトリガーする分子がTRPM7であることを明らかにした。哺乳類における機械刺激感受性イオンチャネル発見の先駆けとなった。