2022/05/12 更新

写真a

コバヤシ タケシ
小林 剛
KOBAYASHI, Takeshi
所属
大学院医学系研究科 総合医学専攻 細胞科学 講師
大学院担当
大学院医学系研究科
学部担当
医学部 医学科
職名
講師
連絡先
メールアドレス

学位 1

  1. 理学博士 ( 1997年3月   東京大学 ) 

研究キーワード 8

  1. 細胞生物学

  2. 細胞生理学

  3. 宇宙生物学

  4. チャネル

  5. シグナル伝達

  6. ミトコンドリア

  7. メカノバイオロジー

  8. ライブイメージング

研究分野 2

  1. その他 / その他  / 細胞生物学

  2. その他 / その他  / 生物物理学

現在の研究課題とSDGs 1

  1. 筋萎縮の病態に迫るミトコンドリアのメカノバイオロジー

経歴 6

  1. 名古屋大学大学院医学系研究科・講師

    2015年6月 - 現在

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    国名:日本国

  2. 名古屋大学大学院医学系研究科・助教

    2010年4月 - 2015年5月

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    国名:日本国

  3. 名古屋大学大学院医学系研究科・研究員

    2005年4月 - 2010年3月

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    国名:日本国

  4. JST/ERATO-SORST楠見プロジェクト・技術参事/研究員

    1998年10月 - 2005年3月

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    国名:日本国

  5. 米NCI/NIH・協力研究員

    1992年10月 - 1994年9月

  6. 花王株式会社

    1990年3月 - 1998年9月

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    国名:日本国

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学歴 2

  1. 東京大学   理学系研究科   動物学

    1988年4月 - 1990年3月

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    国名: 日本国

  2. 東京大学   理学部   生物学科

    1984年4月 - 1988年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 7

  1. 日本生物物理学会

  2. 日本生化学会

  3. 日本分子生物学会

  4. 日本細胞生物学会

  5. 日本生理学会

  6. 日本色素細胞学会

  7. 日本宇宙生物科学会

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論文 24

  1. Meclozine ameliorates skeletal muscle pathology and increases muscle forces in mdx mice 査読有り

    Kawamura Yusuke, Hida Tetsuro, Ohkawara Bisei, Matsushita Masaki, Kobayashi Takeshi, Ishizuka Shinya, Hiraiwa Hideki, Tanaka Satoshi, Tsushima Mikito, Nakashima Hiroaki, Ito Kenyu, Imagama Shiro, Ito Mikako, Masuda Akio, Ishiguro Naoki, Ohno Kinji

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS   592 巻   頁: 87 - 92   2022年2月

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  2. ミトコンドリアにおけるメカニカルストレス感知と応答 招待有り

    小林 剛、田中瑞奈、寺西美佳、東谷篤志

    細胞   53 巻 ( 12 ) 頁: 62 - 65   2021年10月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語  

  3. ミトコンドリアに注目したメカノバイオロジー

    小林 剛、田中瑞奈、寺西美佳、東谷篤志

    Precision Medicine   4 巻 ( 9 ) 頁: 873 - 877   2021年8月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語  

  4. Sphingosine-1-Phosphate Induces ATP Release via Volume-Regulated Anion Channels in Breast Cell Lines 査読有り

    Furuya Kishio, Hirata Hiroaki, Kobayashi Takeshi, Sokabe Masahiro

    LIFE-BASEL   11 巻 ( 8 ) 頁: 851   2021年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/life11080851

    Web of Science

    PubMed

  5. Morin attenuates dexamethasone-mediated oxidative stress and atrophy in mouse C2C12 skeletal myotubes 査読有り

    Ulla Anayt, Uchida Takayuki, Miki Yukari, Sugiura Kosuke, Higashitani Atsushi, Kobayashi Takeshi, Ohno Ayako, Nakao Reiko, Hirasaka Katsuya, Sakakibara Iori, Nikawa Takeshi

    ARCHIVES OF BIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS   704 巻   頁: 108873   2021年6月

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  6. Gravity sensing in plant and animal cells 査読有り

      7 巻 ( 1 )   2021年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41526-020-00130-8

    Web of Science

  7. モデル生物を用いた筋の老化とミトコンドリア 招待有り

    寺西美佳、小林 剛

    細胞   52 巻 ( 12 ) 頁: 4 - 7   2020年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:ニューサイエンス社  

  8. ミトコンドリアはメカノセンサーか?-新規メカニカルストレス感知機構の解析 招待有り

    小林 剛、田中瑞奈、寺西美佳、東谷篤志

    細胞   52 巻 ( 12 ) 頁: 51 - 54   2020年10月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語  

  9. Ultra-high-purity iron is a novel and very compatible biomaterial 査読有り

    Khan Luqman, Sato Katsumi, Okuyama Shinichi, Kobayashi Takeshi, Ohashi Kazumasa, Hirasaka Katsuya, Nikawa Takeshi, Takada Kunio, Higashitani Atsushi, Abiko Kenji

    JOURNAL OF THE MECHANICAL BEHAVIOR OF BIOMEDICAL MATERIALS   106 巻   頁: 103744   2020年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jmbbm.2020.103744

    Web of Science

    PubMed

  10. Reactive oxygen species upregulate expression of muscle atrophy-associated ubiquitin ligase Cbl-b in rat L6 skeletal muscle cells

    Uchida Takayuki, Sakashita Yoshihiro, Kitahata Kanako, Yamashita Yui, Tomida Chisato, Kimori Yuki, Komatsu Akio, Hirasaka Katsuya, Ohno Ayako, Nakao Reiko, Higashitani Atsushi, Higashihata Akira, Ishioka Noriaki, Shimazu Toru, Kobayashi Takeshi, Okumura Yuushi, Choi Inho, Oarada Nlotoko, Mills Edward M., Teshima-Kondo Shigetada, Takeda Shin'ichi, Tanaka Eiji, Tanaka Keiji, Sokabe Masahiro, Nikawa Takeshi

    AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-CELL PHYSIOLOGY   314 巻 ( 6 ) 頁: C721-C731   2018年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1152/ajpcell.00184.2017

    Web of Science

    PubMed

  11. Identification of Meflin as a Potential Marker for Mesenchymal Stromal Cells 査読有り

    Maeda K, Enomoto A, Hara A, Asai N, Kobayashi T, Horinouchi A, Maruyama S, Ishikawa Y, Nishiyama T, Kiyoi H, Kato T, Ando K, Weng L, Mii S, Asai M, Mizutani Y, Watanabe O, Hirooka Y, Goto H, Takahashi M

    Sci Rep   6 巻   2016年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: doi: 10.1038/srep22288.

  12. Proteoglycan from salmon nasal cartridge promotes in vitro wound healing of fibroblast monolayers via the CD44 receptor 査読有り

    Ito G, Kobayashi T, Takeda Y, Sokabe M

    Biochem Biophys Res Commun   456 巻 ( 3 ) 頁: 792-8   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Proteoglycans (PGs) are involved in various cellular functions including cell growth, adhesion, and differentiation; however, their physiological roles are not fully understood. In this study, we examined the effect of PG purified from salmon nasal cartilage (SNC-PG) on wound closure using tissue-cultured cell monolayers, an in vitro wound-healing assay. The results indicated that SNC-PG significantly promoted wound closure in NIH/3T3 cell monolayers by stimulating both cell proliferation and cell migration. SNC-PG was effective in concentrations from 0.1 to 10μg/ml, but showed much less effect at higher concentrations (100-1000μg/ml). The effect of SNC-PG was abolished by chondroitinase ABC, indicating that chondroitin sulfates (CSs), a major component of glycosaminoglycans (GAGs) in SNC-PG, are crucial for the SNC-PG effect. Furthermore, chondroitin 6-sulfate (C-6-S), a major CS of SNC-PG GAGs, could partially reproduce the SNC-PG effect and partially inhibit the binding of SNC-PG to cells, suggesting that SNC-PG exerts its effect through an interaction between the GAGs in SNC-PG and the cell surface. Neutralization by anti-CD44 antibodies or CD44 knockdown abolished SNC-PG binding to the cells and the SNC-PG effect on wound closure. These results suggest that interactions between CS-rich GAG-chains of SNC-PG and CD44 on the cell surface are responsible for the SNC-PG effect on wound closure.

    DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.12.037.

  13. Cooperation of p40phox with p47phox for Nox2-based NADPH Oxidase Activation during Fcg Receptor (FcgR)-mediated Phagocytosis 査読有り

    Ueyama T, Nakakita J, Nakamura T, Kobayashi T, Kobayashi T, Son J, Sakuma M, Sakaguchi H, Leto TL, Saito N

    J Biol Chem   286 巻 ( 47 ) 頁: 40693-40705   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  14. Sensing substrate rigidity by mechanosensitive ion channels with stress fibers and focal adhesions. 査読有り

    Kobayashi T, Sokabe M

    Curr Opin Cell Biol   22 巻   頁: 669-676   2010年

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    記述言語:英語  

  15. Stem cell factor/KIT signaling plays a pivotal role in regulating pigmentation in mammalian hair. 査読有り

    Hachiya A, Sriwiriyanont P, Kobayashi T, Nagasawa A, Yoshida H, Ohuchi A, Kitahara T, Visscher MO, Takema Y, Tsuboi R, Boissy RE

    J Pathol   218 巻   頁: 30-39   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  16. Enzymological analysis of mutant protein kinase C gamma causing spinocerebellar ataxia type 14 and dysfunction in Ca2+ homeostasis. 査読有り

    Adachi N, Kobayashi T, Takahashi H, Kawasaki T, Shirai Y, Ueyama T, Matsuda T, Seki T, Sakai N, Saito N

    J Biol Chem   283 巻   頁: 19854-19863   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  17. Regulation of clathrin dependent endocytosis by diacylglycerol kinase delta-importance of kinase activity and binding to AP2-alpha. 査読有り

    Kawasaki T, Kobayashi T, Ueyama T, ShiraiY, SaitoN

    Biochem J   409 巻   頁: 471-479   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  18. Direct interaction of tyrosinase with Tyrp1 to form heterodimeric complexes in vivo. 査読有り

    Kobayashi T, Hearing VJ

    J Cell Sci   120 巻   頁: 4261-4268   2007年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  19. 細胞膜のダイナミクスと情報伝達:1分子イメージングによる解析

    小林 剛、村上瑞奈、武田美江、楠見明弘、吉村昭彦

    生化学   76 巻 ( 2 ) 頁: 91-100   2004年2月

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    記述言語:日本語  

  20. Mechanisms underlying the dysfunction of melanocytes in vitiligo epidermis: role of SCF/KIT protein interactions and the downstream effector, MITF-M. 査読有り

    Kitamura R, Tsukamoto K, Harada K, Shimizu A, Shimada S, Kobayashi T, Imokawa G

    J Pathol   202 巻   頁: 463-475   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  21. Single-molecule imaging analysis of Ras activation in living cells. 査読有り

    Murakoshi H, Iino R, Kobayashi T, Fujiwara T, Ohshima C, Yoshimura A, Kusumi A

    Proc Natl Acad Sci USA   101 巻   頁: 7317-7322   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  22. Epitope mapping of the melanosomal matrix protein gp100 (PMEL17): Rapid processing in the endoplasmic reticulum and glycosylation in the early Golgi compartment. 査読有り

    Yasumoto K, Watabe H, Valencia JC, Kushimoto T, Kobayashi T, Appella E, Hearing VJ

    J Biol Chem   279 巻   頁: 28330-28338   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  23. Central-pair-linked regulation of microtubule sliding by calcium in flagellar axonemes. 査読有り

    Nakano I, Kobayashi T, Yoshimura M, Shingyoji C

    J Cell Sci   116 巻   頁: 1627-1636   2003年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  24. Biochemical characterization of endothelin-converting enzyme-1alpha in cultured skin-derived cells and its postulated role in the stimulation of melanogenesis in human epidermis. 査読有り

    Hachiya A, Kobayashi T, Takema Y, Imokawa G

    J Biol Chem   277 巻   頁: 5395-5403   2002年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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書籍等出版物 5

  1. メカノバイオロジー・再生工学におけるメカノバイオロジーII:創傷治癒/基質硬度検知/基質工学

    木戸秋悟, 小林 剛( 担当: 共著)

    化学同人  2015年 

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

  2. Ion channels activated by mechanical forces in bacterial and eukaryotic cells. (High Pressure Bioscience, Basic Concepts, Applications and Frontiers)

    Sokabe M, Sawada M, Kobayashi T( 担当: 共著)

    Springer  2015年  ( ISBN:978-94-017-9918-8

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    記述言語:英語 著書種別:学術書

  3. ベーシックマスター細胞生物学・第5章「細胞膜」

    小林 剛( 担当: 共著)

    オーム社(神谷 律、尾張部克志 編集)  2009年 

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    記述言語:日本語

  4. 組織細胞化学2008・全反射蛍光顕微鏡(TIRFM)を用いたイメージング

    小林 剛( 担当: 共著)

    日本組織細胞化学会  2008年 

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    記述言語:日本語

  5. 染色・バイオイメージング実験ハンドブック・8章4「全反射蛍光観察法」

    小林 剛( 担当: 共著)

    羊土社(高田邦昭、斎藤尚亮、川上速人編集)  2006年 

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    記述言語:日本語

講演・口頭発表等 18

  1. 単一細胞における重力センシング機構の解明を目指して 招待有り

    曽我部正博、小林 剛(発表者)、二川 健、東端 晃

    日本機械学会 第33回バイオエンジニアリング講演会 特別企画セッション 「宇宙とメカノバイオロジー」  2021年6月26日  日本機械学会

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    開催年月日: 2021年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:オンライン開催  

  2. Cell Gravisensing Project 国際会議

    2021年6月23日 

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    開催年月日: 2021年6月

    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:オンライン開催  

  3. Substrate rigidity sensing of mesenchymal stem cells by utilizing Trpv4 channels 招待有り

    Kobayashi T

    2020年12月4日 

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    開催年月日: 2020年12月

    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

  4. 線虫を用いた筋ミトコンドリア研究 招待有り

    東谷篤志、小林 剛

    第41回日本分子生物学会年会 ワークショップ3PW-09 「筋ミトコンドリア研究の新展開」  2018年11月30日  日本分子生物学会

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    開催年月日: 2018年11月

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:パシフィコ横浜、神奈川  

  5. 生きた細胞の中で反応と分子を見る 招待有り

    小林 剛

    徳島大学徳島大学大学院医歯薬学研究部 特別講義  2018年11月9日  徳島大学徳島大学大学院医歯薬学研究部

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    開催年月日: 2018年11月

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:徳島大学蔵本キャンパス、徳島  

  6. Initial Step of Gravi-Sensing in Mesenchymal Stem Cells 国際会議

    Kobayashi T, Sokabe M

    the 13th Korea -Japan Joint Seminar on Space Environment Utilization Research  2016年10月25日  JAXA/KARI

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    開催年月日: 2016年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Hokkaido University, Graduate School of Engineering, Sapporo, Hokkaido  

  7. Possible Mechanisms for Gravity Sensing in Single Cells. 招待有り 国際会議

    Sokabe M, Kobayashi T

    11th Asian Microgravity Symposium (AMS2016) 

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    開催年月日: 2016年10月 - 2016年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(基調)  

    開催地:Hokkaido University, Sapporo, Hokkaido  

  8. Loss of Rigidity Sensing of Mesenchymal Stem Cells under Microgravity 国際会議

    Kobayashi T, Tanaka M, Hashizume T, Higashibata A, Yano S, Nikawa T, Sokabe M

    11th Asian Microgravity Symposium (AMS2016) 

     詳細を見る

    開催年月日: 2016年10月 - 2016年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Hokkaido University, Sapporo, Hokkaido  

  9. 動物細胞における微小重力環境センシング機構 招待有り

    小林 剛、曽我部正博

    日本宇宙生物科学会第29回大会 シンポジウム5「重力感知のメカノバイオロジー」  2015年9月26日  日本宇宙生物学会

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    開催年月日: 2015年9月

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:帝京大学板橋キャンパス、東京  

  10. 細胞メカニクス・システム:アクティブタッチによる基質の硬さ感知 招待有り

    小林 剛、曽我部正博

    第63回高分子討論会 特定テーマS18「生物模倣による新規機能性材料・次世代型プロセスの創成」  日本高分子学会・バイオミメティク研究会

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    開催年月日: 2014年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:長崎大学文教キャンパス、長崎  

  11. Cellular Substrate Rigidity Sensing: Possible Role of Mechanosensitive Ion Channels with Stress Fibers and Focal Adhesions

    Kobayashi T, Sokabe M

    International Symposium on Innovative Nanobiodevices 2012 (ISIN 2012) 

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    開催年月日: 2012年3月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  12. Sensing Substrate Rigidity by Mechanosensitive Ion Channels with Stress Fibers and Focal Adhesions 国際会議

    Kobayashi T, Sokabe M

    International Symposium on Mechanobiology 

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    開催年月日: 2011年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    国名:中華人民共和国  

  13. Single molecule imaging of signalling molecules and ion channels in living cells. 国際会議

    The 36th International Congress of Physiological Science, Satellite Symposium #8 

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    開催年月日: 2009年8月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    国名:日本国  

  14. Clathrin-independent pathway for internalizing c-kit that remains active in endocytic vesicles. 国際会議

    19th International Pigment Cell Conference, Concurrent session 4: Innovative Technology 

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    開催年月日: 2005年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  15. 1分子FRETで見た生細胞におけるRasシグナル伝達

    小林 剛、楠見明弘

    第82回日本生理学会大会シンポジウム6 「FRET で探る細胞内シグナル伝達と分子構造変」 

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    開催年月日: 2005年5月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    国名:日本国  

  16. 細胞膜上で一時的に形成される信号複合体におけるRasシグナル伝達

    小林 剛、村上瑞奈、武田美江、吉村昭彦、楠見明弘

    第27回日本分子生物学会年会ワークショップW1N「シグナル伝達分子のダイナミクス」 

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    開催年月日: 2004年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    国名:日本国  

  17. 活性化したc-Kitのクラスリン非依存的な細胞内への取り込み機構

    小林 剛、武田美江、村上瑞奈、藤原敬宏、吉村昭彦、楠見明弘

    第77回日本生化学会大会ワークショップW28「生体膜のダイナミズム」 

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    開催年月日: 2004年10月

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(公募)  

    国名:日本国  

  18. Single molecule analysis of Ras-Raf signaling in living cells. 国際会議

    12th International Congress of Histochemistry and Cytochemistry, Symposium: Visualizing of signal transduction 

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    開催年月日: 2004年6月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 1

  1. 筋萎縮の病態に迫るミトコンドリアのメカノバイオロジー

    2018年11月 - 2022年3月

    革新的先端研究開発支援事業・メカノバイオロジー機構の解明による革新的医療機器及び医療技術の創出 

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    資金種別:競争的資金

科研費 10

  1. 小胞体-ミトコンドリア接触領域のライブイメージング解析

    研究課題/研究課題番号:21K06149  2021年4月 - 2024年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    小林 剛

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    現在、様々な細胞活動において小胞体-ミトコンドリア接触領域(EMCSs)の役割の重要性が明らかにされてきているが、生細胞中でのEMCSsの定量やダイナミクスの解析は進んでいない。本研究では、 生きた細胞においてEMCSsを可視化解析し、EMCSsの形成や崩壊の過程の制御機構を解析し、ミトコンドリア機能におけるEMCSsの関与、特に、カルシウムイオン輸送の制御機構の分子基盤の解明を目指す。

  2. 超音波照射によるコスタメア構造におけるメカノセンシング/トランスダクションの解析

    研究課題/研究課題番号:21K11274  2021年4月 - 2024年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    清島 大資, 小林 剛, 縣 信秀, 伊東 佑太

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    担当区分:研究分担者 

    近年、メカニカルストレスは骨格筋・心筋組織において筋膜と筋線維を結ぶコスタメアを介して受容され、Ca2+シグナルを介して筋機能を制御していることが明らかにされている。我々は超音波照射の非温熱作用としてメカニカルストレスがコスタメアに働いていると考え、培養筋管への超音波照射によるコスタメア構造におけるメカノセンシング/トランスダクションを解析する。また、培養細胞の接着斑における超音波照射の効果もモデル系として解析する。

  3. 廃用性筋萎縮を惹起するメカノ・ニュートリション・シグナル

    研究課題/研究課題番号:19H04054  2019年4月 - 2022年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    二川 健, 曽我部 正博, 東谷 篤志, 小林 剛, 平坂 勝也

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

    近年、我々は、無重力や寝たきりによる筋萎縮(廃用性筋萎縮)では、筋細胞内に蓄積した酸化ストレスが、ミトコンドリア関連小胞体膜(Mitochondria-associated ER membrane:MAM)構造を破綻させ、萎縮を誘導する可能性を示した。本研究では、この酸化ストレスの発生源がMAM上に存在するNADPH oxidase (NOX)であることを明らかにする。
    つまり、機械的ストレス(メカノ)や過栄養(メタボ)による酸化ストレスの蓄積からミトコンドリア関連小胞体膜(MAM)の破綻に繋がるシグナル、いわゆる“MAM-ROS signaling”とも呼ぶべき新規の筋萎縮シグナルを同定する。
    運動機能の低下(ロコモティブ症候群)したヒトは、栄養素の代謝異常(メタボリック症候群)を併発し、さらなるQuality of Lifeの低下を招くことがわかってきた。“なぜ運動しないと代謝異常を引き起こすのであろうか。”我々は、筋が活動していないことを感知する機序と代謝異常を感知する機序には共通する部分があるのではないかと考えた。本研究では、この酸化ストレスの発生源がMAM上に存在するNADPH oxidase (NOX)であることを明らかにする。つまり、機械的ストレス(メカノ)や過栄養(メタボ)による酸化ストレスの蓄積からミトコンドリア関連小胞体膜(MAM)の破綻に繋がるシグナル、いわゆる“MAM-ROS signaling”とも呼ぶべき新規の筋萎縮シグナルを同定する。
    1)MAM-ROS signalingの同定とロコモティブ症候群のMAM構造破綻:ロコモティブ症候群モデル動物(尾部懸垂マウス)やメタボリック症候群動物(高脂肪血症マウス)のNADPH oxidaseの活性化機序とMAM構造の破綻の連関を明らかにした。
    2)MAM構造破綻からミトコンドリア機能異常および筋萎縮にいたるシグナル解析:ミトコンドリア機能異常とその下流シグナル(カルシウムやリン酸化シグナル)を分子生物学的、生化学的手法で解析した。さらに、組織化学的解析によりMAM構造を、メタボローム解析により代謝変動を、それぞれ網羅的に解析した。
    3)MFN2筋特異的ノックアウトマウス骨格筋のMAM構造とミトコンドリア機能:MFN2の筋特異的ノックアウトマウス腓腹筋のMAM中のAconitase活性やMAM構造を解析した。また、MFN2筋特異的ノックアウトマウス高脂肪食を供すると、腓腹筋内に脂質代謝異常が見られた。
    4)抗酸化栄養素によるMAM構造破綻の抑制:酸化ストレスを抑制するNACを投与し、筋量の回復を確認した。
    MFN2の筋特異的ノックアウトマウスのコロニーが完成したので、様々なストレス(尾部懸垂、運動負荷、高脂肪食負荷)に曝露したマウスが作製できている。その結果、当該年度は解析すべき実験サンプルが多数用意できたので、コンスタントにデータが集まってきた。機械的ストレス(尾部懸垂、運動負荷)と栄養負荷(高脂肪食)により、MFN2の筋特異的ノックアウトマウスでその効果が増大したり、減弱したりした。ともに、MAMの破綻によると考えられ、我々の仮説は正しいのではないかと少し自信を深めている。
    順調に仮説に沿った結果がでている。2021年度は本研究の最終年度となるため、論文としてまとめたい。昨今、論文の査読が厳しくなっており、私の場合は研究期間が終了してから採択される場合がほとんどである。できるだけ早期に論文の準備を行い、本研究期間内に論文採択まで終えたい。

  4. ミトコンドリアはメカノセンサーか?-メカニカルストレス感知機構のイメージング解析

    研究課題/研究課題番号:18K19291  2018年6月 - 2021年3月

    科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    小林 剛, 曽我部 正博

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:6370000円 ( 直接経費:4900000円 、 間接経費:1470000円 )

    メカニカルストレスは細胞の増殖・分化を制御する重要な因子であり、生体の恒常性の維持や器官形成において大きな役割を担っている。しかし、そのメカニカルストレス感知の仕組みには、まだ不明な点が多い。本研究では、メカニカルストレス負荷に応答して細胞内小器官ミトコンドリアのカルシウムイオン濃度レベルが上昇し呼吸能の亢進を誘導することを見出し、ミトコンドリアがメカニカルストレスのセンサーとして働いている可能性を示した。
    ミトコンドリアのメカニカルストレス感知機構は生体の各組織においても機能していると考えられ、特に、骨格筋ではそのメカノセンシング機構の破綻に伴い筋萎縮が誘導されていることが示唆されている。従って、本研究によって、メカノストレス負荷に誘導されるシグナルの欠落や変調により筋萎縮が起きるメカニズムを他の経路と区別して解析することが可能になり、廃用性筋萎縮の予防・治療方法の開発へつながる可能性がある。

  5. 重力変化を含む力学的ストレスに対するメカノセンシング機構

    研究課題/研究課題番号:15H05936  2015年6月 - 2020年3月

    新学術領域研究(研究領域提案型)

    成瀬 恵治

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    担当区分:研究分担者 

    本研究は、細胞の重力応答をリアルタイムで観察できる遠心蛍光顕微鏡システムを開発した。これにより、数十分間の回転刺激に対する細胞形態変化のライブイメージングに成功した。
    また細胞の重力感知に関する新たなメカニズムを発見した。宇宙では宇宙飛行士の骨密度が低下するが、これに一致するように模擬微小重力は間葉系幹細胞の骨分化に抑制的に働く。これは、模擬微小重力環境下で機械感受性イオンチャネルTRPV4の活動が低下し、続いてプロテインキナーゼCの活性が低下することにより、転写共役因子YAPの核内移行が抑制されることによることが示唆された。さらに、異種動物間の遺伝子発現量を統一的に解析する統計手法も開発した。
    本研究は遠心蛍光顕微鏡システムの開発により、重力による細胞内小器官の形態的変化をリアルタイムで捉える技術を確立した。これにより、筋、骨、心血管系など、あらゆる細胞の重力感知機構を明らかにするためのプラットフォームが与えられた。
    また重力が間葉系幹細胞の骨分化に影響を及ぼすメカニズムの一端を解明した。これにより、長期宇宙滞在による骨密度低下を抑制する方法の手がかりが得られた。
    さらに、本研究は異種間の遺伝子発現量解析を統一的に行う手法も開発した。DNAアレイやRNA-seqのデータは高価だが、既存のデータベースのデータを活用することにより、宇宙医学の発展が加速すると期待される。

  6. 培養動物細胞における重力感知・応答機構の解析

    2014年4月 - 2017年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

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    担当区分:研究代表者 

  7. 生物規範メカニクス・システム

    2012年4月 - 2017年3月

    科学研究費補助金  新学術領域研究(研究領域提案型)

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    担当区分:研究分担者 

  8. 細胞内1分子計測法を用いた機械刺激によるSrcキナーゼ活性化機構の解析

    2011年4月 - 2014年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

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    担当区分:研究代表者 

  9. 血流センサーP2X4受容体のダイナミクス制御のイメージング解析

    2008年4月 - 2011年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

    小林 剛

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    担当区分:研究代表者 

  10. 細胞内1分子計測法を用いた機械刺激受容センサーの作動機構の解明

    2006年4月 - 2008年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

    小林 剛

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    担当区分:研究代表者 

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担当経験のある科目 (本学) 6

  1. 基礎セミナーB

    2021

  2. 基礎医学セミナー

    2021

  3. 生体の機能I

    2021

  4. 基礎医学セミナー

    2020

  5. 基礎セミナーB

    2020

  6. 生体の機能I

    2020

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