表1ー表4 JR高崎線県道飯能寄居線小川町越生川角キャンパス坂戸東毛呂線越生東武毛呂山キャンパス毛呂本川越圏央鶴ヶ島 IC 日高キャンパスゲノム医学研究センター川越至八王子西武池袋線飯能拝島線東上東武車道自動関越東飯能川越 IC 狭山日高ＩＣ道央圏 JR 埼京線川越ビル JR 川越線 JR八高線高麗川川越キャンパス鶴ヶ島 IC 西武新宿線 JR 所沢南浦和武蔵浦和練馬 IC 西武拝島線池袋立川至新横浜大宮野線武蔵小平八王子先端医学の明日と至高崎人類の未来のために Access Map 至高崎至高崎西武新宿上野新宿 JR 中央線西国分寺 JR 山手線東京 ■電車を利用される方池袋駅→ （東武東上線30分） →川越駅→ （JR川越線25分） →高麗川駅→ （路線バス約10分）大宮駅→ （JR埼京線17分） →川越駅→ （JR川越線25分） →高麗川駅→ （路線バス約10分）新横浜駅→ （JR横浜線39分） →八王子駅→ （JR八高線41分） →高麗川駅→ （路線バス約10分） ※タクシー高麗川駅より約10分東毛呂駅より約10分 ■車を利用される方関越自動車道鶴ヶ島インター、圏央道圏央鶴ヶ島インターより10km（約15分）、県道30号（飯能寄居線）沿い圏央道狭山・日高インターより10Km（約20分）、県道30号（飯能寄居線）沿い Research Center for Genomic Medicine Saitama Medical University 埼玉医科大学ゲノム医学研究センター〒350-1241 埼玉県日高市山根1397-1 TEL：042-984-4412 FAX：042-984-4413 http://www.saitama-med.ac.jp/genome 埼玉医科大学ゲノム医学研究センター遺伝子構造機能部門遺伝子情報制御部門トランスレーショナルリサーチ部門発生・分化・再生部門病態生理部門遺伝子治療部門 Research Center for Genomic Medicine Saitama Medical University ゲノム科学部門遺伝子医学の総合的研究・開発をめざして 30億塩基対の情報から成り立つヒトゲノム、西暦2003年にこれらすべての情報が解読され医学生物学の研究手法は大きな転換期を迎えました。しかし、遺伝子の正確な機能や生体内での働き、病気との関連については、依然として多くのことが未解明となっています。埼玉医科大学ゲノム医学研究センターでは、遺伝子の正確な機能や生体内での働き、病気との関連について解明し、最終的には治療法の開発に向けたトランスレーショナルリサーチを推進することにより、遺伝子医学の総合的研究・開発をめざして、7つの部門それぞれの特色を生かした研究を日々進めています。ごあいさつゲノム医学研究センターは、ゲノム情報に基づく遺伝子医学の総合的研究・開発拠点を目指して西暦 2001年に日高キャンパスに設立されました。医療の現場における病態の解明あるいは診断・治療への応用を目標として、臨床医のグループと綿密に連携をとりながら研究を進めています。当センターには、次世代シーケンサーをはじめとする種々の最先端機器が配備されており、難病・生活習慣病・がんの発症に関わる遺伝子の同定・機能解析を精力的に進めています。その他にも、患者の細胞から得たiPS細胞を使った病態の解明や治療法の開発に向けて研究を進め、世界的レベルの研究成果を数多く出しています。また情報あるいは人的な面で、日本国内および世界の一流研究機関と盛んに交流し、当センターのスタッフは、研究者を結ぶネットワークの一員としてリーダー的な役割を果たしています。このように私たちスタッフは、一丸となって日夜研鑽を重ね、真に医学の発展に向けた研究成果を目指しています。埼玉医科大学ゲノム医学研究センター所長 1 岡康司 2 遺伝子構造機能部門遺伝子情報制御部門 Division of Gene Structure and Function Division of Gene Regulation and Signal Transduction 黒川理樹井上聡 Riki Kurokawa Satoshi Ｉnoue 遺伝子発現制御機構解明のブレークスルー培養細胞・遺伝子改変動物を用いた疾患モを目指して、日夜実験と論文作成に励んでデルを活用し、ホルモンとビタミン作用の世います。界レベルの研究成果を目指して、研究に邁当部門の研究に興味のある方は、ご連絡く進しています。診断法・創薬の開発への展ださい。開を行い、知的財産の確保も積極的に行っています。当部門の研究に興味のある方は、ご連絡ください。 [email protected] 遺伝子発現制御の解明は、生命現象の本質的理解に資するものです。また、がんや生活習慣病発症の理解にも重要であり、現代医学の中心的課題の一つと言えるものです。私たちは、そのような真核生物の遺伝子発現制御機構の解明に取り組んでいます。研究テーマ 1. ヒトゲノムにおける遺伝子発現制御機構の解明 2. エピゲノム制御因子の解析 3. 非コード RNA の分子生物学的解析 [email protected] 私たちは、遺伝子情報の制御に関するホルモン作用機構の解明を目指し、加齢性・内分泌疾患と乳がん・前立腺がん・子宮がんの病因・診断・治療に密接に関連するステロイドとビタミン、特にエストロゲンとアンドロゲンおよびビタミンＫの作用機構の解析に力を入れています。研究テーマ 1. ステロイドシグナル経路を分子標的とした骨、筋肉、老化、疾患ならびにがんの予防・治療法の開発 2. ロコモティブ症候群、メタボリック症候群および生殖系におけるビタミンＫ作用機構の解明 HATドメイン CBP/p300 p/CAF CREB nt 330 RNA 認識ドメイン Zinc フィンガー 330nt 200nt 100 70 50 RGGドメイン CCND1 CBP/p300 CBP/p300 TLS pncRNA 依存性転写抑制 pncRNA 20 TLS CBP/p300 p/CAF CREB 10 pncRNA 研究概要私達は、ヒストンアセチラーゼ(HAT)およびヒストン CBP/p300 TLS 図：RNA依存性転写制御の機構 RNA結合タンパク質TLSを介して非コードRNAが転写を制御する。ナルの in vivo での解析二次標的遺伝子 4. ゲノム解析による老化、加齢性疾患関連遺伝子の探索ロマチン構造の変換を制御することを踏まえ、これら直接応答の酵素活性調節による遺伝子発現制御の仕組みの解あるCREB結合タンパク質CBP/p300に対するタンパク質性阻害因子TLSを分離精製しました。さらに、 CBP/p300 TLS 一次標的遺伝子デアセチラーゼ(HDAC)がゲノムの実体とも言えるク明を進めています。その成果として、ヒト主要HATで CCND1 3. 遺伝子改変動物を用いたホルモン・ビタミンシグステロイド標的遺伝子の制御ネットワークステロイド標的因子研究概要ステロイド受容体転写因子ヒト全ゲノム情報と次世代シーケンスやプロテオミク間接応答ステロイド作用 TLSは特異的RNAと結合して、標的遺伝子cyclin D1 の発現を抑制する結果を得ました。さらに、cyclin D1 プロモーター由来非コードRNA(pncRNA)がTLSに結合して転写を抑制することを示しました（図）。この結果をNature誌に発表し、RNA依存性転写制御という新しい遺伝子制御機構を提唱しました。このことは遺伝子発現制御研究に大きな貢献となりました。ユビキチンリガーゼ蛋白質分解基質１基質２図：ステロイド作用の分子メカニズムステロイド作用は、ステロイド受容体-下流標的遺伝子群から構成される階層的制御ネットワークを介してもたらされる。ス・メタボロミクスによる包括的解析を組み合わせ、ステロイドならびに核内受容体標的遺伝子制御ネットワークの解明に取り組んでいます。ラボ独自のゲノム結合部位クローニング法により、 Efp、 COX7RP等のエストロゲン応答遺伝子を発見しました。Efpはユビキチンリガーゼとして機能するTRIM蛋白質であり、細胞周期チェックポイントの蛋白分解とRNAウイルスの感染に対する細胞内センサーの活性化をもたらすことを解明しました。 COX7RPはミトコンドリア呼吸鎖スーパー複合体の会合を促進する因子として、エネルギー代謝に寄与する蛋白質であることを明らかにしました。さらにステロイド受容体シグナルを調節する長鎖非コードRNA分子の機能解析や遺伝子改変動物を用いたホルモン・ビタミンシグナルのin vivo解析を進めています。 3 4 発生・分化・再生部門病態生理部門 Division of Developmental Biology Division of Pathophysiology 奥田晶彦片桐岳信 Akihiko Okuda Takenobu Katagiri 多能性幹細胞を用いた研究から、再生医療、筋肉の中に過剰な骨ができる難病FOPをがん研究への貢献はもちろんのこと、医学始めとした疾患の研究から、運動器の生理全体の発展に寄与できるよう研究に取り組的な調節機構の解明を目指しています。んでいます。本気で一緒に研究に取り組む仲間を募集当部門の研究に興味のある方は、ご連絡くしています。ださい。 [email protected] 私たちは、「ES細胞の全能性」と「幹細胞に共通した性質」の分子レベルでの解明を目指し、研究を進めています。研究テーマ 1. ES 細胞の未分化状態維持機構の解明 2. ES 細胞が持つ、腫瘍原性を支配する分子基盤の解明 [email protected] 骨格や筋肉を中心とした疾患について、それらの発症機序の解明や治療・予防法の確立を目指しています。そのため、私たちは、骨、軟骨、筋肉などの細胞に重要な制御機構を、分子レベルで明らかにすることを目指しています。 3. ES 細胞とがん細胞の共通点を利用したがん細胞研究概要超高齢化社会の中で、私達が充実した生活を営むた ES細胞は、神経、筋肉、内臓等、あらゆる組織・細胞にめには、身体を自由に動かせることが大切です。身体分化する潜在能力を持った細胞です。この細胞は、通の動きは、支柱となる骨格、骨格を動かす筋肉、骨と骨常の細胞とは異なり、老化することなく、無限に培養・をつなぐ靭帯や骨と筋肉をつなぐ腱などによって制御増殖することができます。これらES細胞が持つ生物学されています。これらの組織は、総称して「運動器」と呼的な性質を分子レベルで解明する研究を行っていまばれます。病態生理部門では運動器についての研究をす。なお、がん細胞は、活発な細胞増殖など、 ES細胞とん細胞根絶の為の方策の開発を目指しています。また、 iPS細胞には、再生医療への応用に対して、大変大きな期待が注がれていますが、ES細胞とは異なり、 iPS細胞では樹立過程において様々な危険要素が付加される可能性があります。私たちは、そのようなiPS 細胞の樹立に伴う問題点を回避できる方法の開発に 2. 進行性骨化性線維異形成症（FOP）の発症メカ応用研究概要細胞の共通点と相違点を明確にする研究を通して、がニズムの解明 3. TGFβファミリーの作用機序の解明と疾患への 4. iPS 細胞の安全性向上の為の研究多くの類似点を持ちます。そして、私たちは、これらの 1. 運動器の形成・維持・再生に重要なに分子メカニズムの解明と治療法の確立根絶の為の方策の確立図：ES細胞特異的転写補助因子UTF１のマウス初期胚における発現研究テーマ行い、健康を保つための分子レベルでの調節機構を図：運動器の調節機構の解明解明し、さらに、それを疾患の治療、予防、診断等に応用することを目指しています。筋肉の中に過剰な骨組織が形成される遺伝性の疾患（FOP）は、こうした運動器の調節系の一部に遺伝的変異が生じて発症することが判明しました。FOPの治療法を確立すると共に、この研究から運動器の全体像を明らかにしたいと考えています。取り組んでいます。 5 6 ゲノム科学部門遺伝子治療部門 Division of Functional Genomics & Systems Medicine 岡﨑康司 Division of Gene Therapy 三谷幸之介 Yasushi Okazaki Kohnosuke Mitani ゲノムワイドな大量の情報を効率よく解析遺伝子治療はあらゆる医学的知識を組みし、ヒトの疾患の病態に迫る研究を積極的合わせて初めて成功します。基礎・臨床を問に展開することにより、病態の解明・治療法わず、国内外の研究者と様々な共同研究をの開発を目指しています。当部門の研究に進めることによって、この分野の発展に貢献興味のある方は、ぜひご連絡ください。するユニークな研究を進めたいと思っています。気鋭の若手の参加に期待します。 [email protected] 当部門では、高速シーケンサーやDNAマイクロアレイなどを用いたゲノムワイドな解析と、遺伝学的なアプローチから、ミトコンドリア病や生活習慣病の疾患遺伝子の機能解明や病態解明を行ない、最終的に治療の標的となる分子を同定することを目指しています。研究テーマ 1. ミトコンドリア病・生活習慣病（糖尿病・骨粗しょう症など）に関わる新規疾患原因遺伝子の同定と機能解明 2. ミトコンドリア病・生活習慣病に関わる疾患 iPS 細胞を用いた病態の解明ならびに治療法の開発診断・創薬疾患発症分子基盤の統合的理解 ■疾患 3. 生活習慣病の診断マーカー開発、テーラーメー ■疾患関連遺伝子探索糖尿病骨粗鬆症生活習慣病ミトコンドリア病ペルオキシソーム病 exon exon exon オリゴキャプチャーアレイ Ⅰ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅱ 次世代シーケンサー原因遺伝子候補の同定った「遺伝子治療」が注目を浴び、臨床での成功例が次々に報告されています。私たちは、ウイルスベクターを遺伝子治療と再生医療に利用し、特に染色体遺伝子の正確な操作に応用するための研究を進めています。研究概要 ■機能解析ミトコンドリアの分布や活性の観察ミトコンドリア膜電位酸化的リン酸化複合体時系列変化シナプス局在 iPS 細胞分化誘導レスキュー実験（iPS 細胞へ遺伝子導入）酵素活性・複合体局在 ■システム医学変異と疾患の系統的関連付け呼吸鎖システムの再構築病型の詳細な細分類研究テーマ 1. ウイルスベクターを用いたヒト多能性幹細胞のゲノム編集技術の開発と遺伝子修復治療などへの応用 2. ウイルスベクターによる動物細胞での高効率な相同組換え機構の解明ヘルパー依存型アデノウイルスベクター黒：ウイルス由来 DNA 赤：非ウイルス DNA 従来型（E1 欠損型）ベクターヘルパー依存型ベクター ■E1欠損型 ■ヘルパー依存型 pac ベクターウイルス pac ベクターウイルスゲノム科学部門の研究の一つの大きな柱は、ヒトゲノ E1 遺伝子 + pac loxP ヘルパーウイルス引き起こされる疾患の病態解明です。小児のミトコンパッケージングシグナルの切り出し E1 発現細胞 E1/Cre 発現細胞異常によって引き起こされる、成人の神経難病や心臓パッケージング疾患・代謝疾患などの病態解明と治療法の開発を目化研究概要を克服するため、私たちはベクター上から全てのウイ Cre ドリア病の原因遺伝子同定を中心に、それらの遺伝子 3. 新規アデノウイルス血清型の分子解析とベクター従来のアデノウイルスベクターの持つ様々な問題点複製ムにコードされたミトコンドリア病関連遺伝子により ■解析システム開発軸索輸送ヒトゲノム情報の謎が解明されるとともに、かつては夢の治療法であド医療および新規生理活性物質の探索遺伝子領域の濃縮 exon [email protected] ルス遺伝子を除いたヘルパー依存型アデノウイルスベクターを、世界で初めて開発しました（図）。このベクターは細胞毒性や免疫原性が極めて低いだけでなく、多様な動物細胞に対して、30数キロ塩基くらいの長い指しています。また、糖尿病などの生活習慣病に関連従来型（E1 欠損型）ヘルパー依存型する生理活性物質や膵臓のβ細胞分化に関わる重要 8.5kb 運べる DNA の長さ ∼ 30kb 強い細胞毒性・免疫原性弱い DNAを効率良く導入することが出来ます。私たちは、これらのウイルスベクターを用いてヒト幹な分子を同定することにより、治療への応用を目指し細胞に導入されたDNAは、人工制限酵素などで染色ています。そのほかにも疾患に関わる重要な転写制体を傷付けなくても、従来と比べて２桁以上高い効率御ネットワークを解明することにより、生活習慣病ので相同組換えによる正確なゲノム編集が可能である病態解明、また、これらの病態改善のための創薬標的ことを示しました。この技術を、ヒト幹細胞におけるゲの同定や診断マーカーの開発を目指しています。ノム編集や病因遺伝子の修復に応用する研究を進めています。 7 8 トランスレーショナルリサーチ部門プロジェクト研究部門 Division of Translational Research ５階に位置しており、埼玉医科大学内外の研究グループに研究の場を提供する為の研究スペースです。当センター運営委員会は、本部門の利用申請のあった研究グループが、強力に研究を推進していけるか否かを厳正に協議・審査の上、研究スペースの提供について決定します。岡﨑康司 Yasushi Okazaki 疾患の病態解明や診断、さらには治療への応用を目指し、バイオインフォマティクス解析を学術集会当センターでは、国内外の先生をお招きして運営委員会承認学術集会を開催しています。本学術集会は、大学院生やポストドクター等の若手を始めとした研究者が、常に最新の研究成果に触れることを目的としています。中心として、実際の臨床の現場で役に立つ、基礎と臨床の橋渡し研究（トランスレーショナル・リサーチ）を展開しています。当部門の研究に興味のある方は、ぜひご連絡ください。 [email protected] 共同実験室最先端の研究をするための最高の設備を配置した研究室で、コア部門、ならびにプロジェクト研究部門のグループが共同で利用する施設です。さらに、センター外の研究グループにも許可制でご利用いただいています。臨床医学研究室や他の基礎研究部門と密接に連携し、高速シーケンサーとバイオインフォマティクス技術を駆使することにより、原因がわかっていない遺伝性疾患やがん・生活習慣病を中心として、その原因遺伝子を同定し、病態の解明や治療に結びつける研究を推進しています。臨床医や基礎研究者らとの共同研究により、遺伝性疾患や生活習慣病の原因遺伝子探索と病態解明・ ■ゲノム医学・Gene Chip 1. 高速シーケンサーとバイオインフォマティクス解・共焦点レーザー走査顕微鏡・Cell Sorter ・バイオイメージアナライザーア病・家族性腫瘍症候群・生活習慣病・心臓病など）いた発現解析やエピジェネティクス解析から疾患バイオインフォマティクス解析・臨床遺伝学的解析・トランスクリプトーム解析・プロテオーム解析・次世代シーケンサー・フローサイトメーター 2. DNA マイクロアレイや RNA シーケンスなどを用病理学・生理学・薬理学・生化学・細胞生物学本実験室が有する主な大型機器は、下記の通りです。治療への応用を目指します。析を駆使した疾患原因遺伝子探索（ミトコンドリトランスレーショナル・リサーチ ■基礎医学研究テーマの病態解明 3. 疾患遺伝子診断システムの開発および、種々の疾患や治療効果に関わるバイオマーカー探索実験動物施設動物個体における遺伝子機能の解析を行うためにSPFレベルの環境下で、約6,000匹のマウスを維持管理可能な施設です。関連法規および学内規程を遵守し、3Rの原則を念頭に適正で安全かつ再現性のある実験結果を得るために技術支援等を行うことでゲノム医学研究センターにおける研究の研究概要遺伝性がん生活習慣病ミトコンドリア病心臓病 ■臨床医学高速シーケンサーを用いた、全エクソン解析や全ゲノ創薬・ワクチン開発・遺伝子治療ム解析から得られる大量のゲノム情報を、バイオインフォマティクスを用いて解析し、ヒトの病気の原因に関わる遺伝子を同定します。また、 RNAシーケンスや ChIPシーケンスの技術を用いて、発現制御やクロマチンの構造解析を行うことにより病態ネットワークの発展に寄与しています。 RI実験施設国から許可を受けた放射性同位元素（RI）使用施設です。（許可番号：使第 5004号）床面積220m2を持ち、医学の発展に寄与すべく種々の研究に利用されています。RI実験施設の利用には、規定の講習の受講ならびに健康診断の受診後、利用登録が必要です。解明を行います。バイオインフォマティクス手技を縦横無尽に使いこなすことにより、ゲノムワイドに得られた大量の情報（ゲノム、トランスクリプトーム、プロテオームなど）を最大限に活用して、疾患遺伝子にたどりつくアプローチをとっています。計算機室計算機室では主にクラスターマシンが稼働しています。独立した専用ネットワークで構築された次世代遺伝子解析システムだけでなく、各種オミクスデータ解析サーバを用意し多様な大規模解析に即応できる環境を整備しています。 9 10