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Minami Masabumi

Faculty of Pharmaceutical Sciences Biopharmaceutical Sciences and Pharmacy Biopharmaceutical Sciences and PharmacyProfessor
Center for Human Nature Artificial Intelligence and NeuroscienceProfessor
Research and Education Center for Brain ScienceProfessor

Researcher basic information

■ Degree
  • Doctor of Pharmaceutical Science, Kyoto University
  • Master of Pharmaceutical Science, Kyoto University
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
Researcher number
  • 20243040
J-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • Depression
  • Anxiety
  • Thermobiology
  • オピオイド
  • モルヒネ
  • 鎮痛
  • 麻薬
  • 情動
  • 痛み
  • 神経
  • Opioid
  • Morphine
  • Analgesics
  • Emotion
  • Pain
  • Narcotics
  • Neuron
Research Field
  • Life Science, Pharmacology
  • Life Science, Neuroscience-general
■ Educational Organization

Career

■ Career
Career
  • Apr. 2005 - Present
    Hokkaido University, 大学院薬学研究科(現 薬学研究院), 教授
  • Sep. 1997 - Mar. 2005
    Kyoto University, Graduate School of Pharmaceutical Sciences, 助教授
  • Apr. 1992 - Aug. 1997
    Kyoto University, Faculty of Pharmaceutical Sciences, 助手
Educational Background
  • 1992, Kyoto University, 薬学研究科, 薬学, Japan
  • 1987, Kyoto University, Faculty of Pharmaceutical Sciences, 薬学, Japan
Position History
  • 企画・経営室室員, 2017年4月1日 - 2017年10月25日
  • 教育研究評議会評議員, 2013年4月1日 - 2015年3月31日
  • 教育研究評議会評議員, 2015年4月1日 - 2017年3月31日
  • 経営企画本部全体会議委員, 2024年10月1日 - 2025年3月31日
  • 経営戦略室室員, 2017年10月26日 - 2019年3月31日
  • 経営戦略室室員, 2019年4月1日 - 2020年9月30日
  • 経営戦略室室員, 2024年4月1日 - 2024年9月30日
  • 総長補佐, 2017年4月1日 - 2019年3月31日
  • 総長補佐, 2019年4月1日 - 2020年9月30日
  • 総長補佐, 2024年4月1日 - 2026年3月31日
  • 大学院薬学研究院長, 2013年4月1日 - 2015年3月31日
  • 大学院薬学研究院長, 2015年4月1日 - 2017年3月31日
  • 脳科学研究教育センター長, 2024年4月1日 - 2026年3月31日
  • 薬学部長, 2013年4月1日 - 2015年3月31日
  • 薬学部長, 2015年4月1日 - 2017年3月31日

Research activity information

■ Awards
  • 2003, 日本薬理学会学術奨励賞
    Japan
  • 2001, 日本薬学会奨励賞
    Japan
■ Papers
■ Other Activities and Achievements
■ Books and other publications
  • 扁桃体基底外側核へのモルヒネ微量注入による疼痛関連情動反応の抑制
    「痛み臨床における鎮痛薬・オピオイドの選択」(鎮痛薬・オピオイドペプチド研究会 編)メディカル・パブリケーションズ, 2003
  • ケモカイン受容体と虚血性脳細胞障害
    別冊・医学のあゆみ「7回膜貫通型受容体研究の新展開−ポストゲノム時代の受容体研究のゆくえ」, 2001
  • ヒト型オピオイド受容体を用いた拮抗性鎮痛薬の薬効評価
    別冊・医学のあゆみ「7回膜貫通型受容体研究の新展開−ポストゲノム時代の受容体研究のゆくえ」, 2001
  • ノシセプチン受容体リガンド結合の分子薬理学的検討
    「オピオイドの基礎と臨床」, 2000
  • クローン化オピオイド受容体を用いた拮抗性鎮痛薬の薬理学的性質の解析
    「疼痛治療の現状と展望-臨床および基礎の立場から-」, 1998
  • オピオイド受容体の構造-受容体構造とリガンド選択性-
    オピオイド-適正使用と最近の進歩-, 1997
  • オピオイド
    最新 脳と神経科学シリーズ4,最新の伝達物質−受容体の分子機構と関連神経疾患(メディカルビュー社), 1996
■ Syllabus
  • 卒業研究準備実習Ⅰ, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 大学院共通授業科目(教育プログラム):脳科学研究の展開, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 卒業研究準備実習Ⅱ, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 生命医薬科学概論, 2024年, 修士課程, 生命科学院
  • 薬学論文講読演習Ⅰ, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 大学院共通授業科目(教育プログラム):脳科学入門, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 薬学論文講読演習Ⅱ, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 医療薬学特論, 2024年, 修士課程, 生命科学院
  • 薬学論文講読演習Ⅲ, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 大学院共通授業科目(教育プログラム):脳科学研究の展開, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 薬学総合演習, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 薬理学Ⅳ, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 薬学卒業研究, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 薬理学Ⅲ, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 薬科学演習, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 薬理学Ⅰ, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 薬科学論文講読演習, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 薬理学Ⅱ, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 薬科学卒業研究, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 生命科学研究, 2024年, 修士課程, 生命科学院
  • 生命科学実習, 2024年, 修士課程, 生命科学院
  • 生命科学論文講読Ⅰ, 2024年, 修士課程, 生命科学院
  • 生命科学論文講読Ⅱ, 2024年, 修士課程, 生命科学院
  • 生命科学特別研究, 2024年, 博士後期課程, 生命科学院
  • 生命科学文献講読, 2024年, 博士後期課程, 生命科学院
  • 臨床薬学特別研究, 2024年, 博士後期課程, 生命科学院
  • 臨床薬学論文講読Ⅰ, 2024年, 博士後期課程, 生命科学院
  • 臨床薬学論文講読Ⅱ, 2024年, 博士後期課程, 生命科学院
  • 臨床薬学論文執筆演習, 2024年, 博士後期課程, 生命科学院
■ Affiliated academic society
  • 疼痛学会
  • 北米神経科学学会(Society for Neuroscience)
  • 薬学会
  • 神経化学会
  • 神経科学学会
  • 薬理学会
  • Society for Neuroscience
  • The Japanese Association for the Study of Pain
  • The Japanese Society for Neurochemistry
  • The Japan Neuroscience Society
  • The Pharmaceutical Society of Japan
  • The Japanese Pharmacological Society
■ Research Themes
  • 慢性痛・慢性ストレスによる抑うつ・不安情動生成を制御するレジリエンス機構の解明
    科学研究費助成事業
    01 Apr. 2023 - 31 Mar. 2026
    南 雅文
    ヒトを含む哺乳類には、慢性痛・慢性ストレスによる抑うつ・不安情動を制御し、うつ病や不安障害の発症を防ぐ脳内レジリエンス機構が備わっていると考えられる。本研究は、申請者のこれまでの研究により、慢性痛・慢性ストレス時の抑うつ・不安情動生成への関与が示された分界条床核内の神経可塑的変化に焦点を当て、この神経可塑的変化を抑制・回復させる神経機構を明らかにすることにより、脳内レジリエンス機構を解明することを目的とする。受容体作動薬・拮抗薬を用いた従来の薬理学的・電気生理学的解析に加え、光遺伝学・化学遺伝学を用いた神経機能解析や蛍光イメージングによるインビボ神経活動計測などの先端的解析手法を融合的に用いて、慢性痛・慢性ストレスによる抑うつ・不安情動生成を制御するレジリエンス機構とその破綻メカニズムを明らかにすることにより、うつ病や不安障害の神経機構の理解や治療標的の同定につながる独創的な研究成果を得ることを目指す。これまでの研究により、腹側被蓋野や視床下部外側野に出力する分界条床核神経が慢性痛時に抑制されることが抑うつ・不安情動亢進に関与することが示されている。そこで2023年度は、分界条床核出力神経に興奮性入力を送っている神経回路を同定するため、候補となる脳部位にチャネルロドプシン2を発現するウイルスを注入した後、分界条床核を含む脳スライスを作製し、脳スライスに光照射した際の分界条床核出力神経への入力をパッチクランプ法による電気生理学的手法を用いて検討し、脳内レジリエンス機構に関与する可能性のある神経路の同定を行った。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23K27329
  • AIによる行動解析と神経活動イメージングを駆使した新しい行動薬理学の創成
    科学研究費助成事業
    09 Jul. 2021 - 31 Mar. 2024
    南 雅文
    本研究では、ディープラーニングなどのAI技術を駆使した最先端の画像解析により自由行動下の病態モデル動物から仮説フリーに行動情報の収集・解析を行うことで、これまで研究者が気づき得なかった評価項目を抽出しうる新しい行動薬理試験を構築する。さらに、近年進歩が著しい、カルシウムイメージングを用いたインビボ神経活動計測と組み合わせることにより、行動情報と脳内神経活動の相関を明らかにすることで、精神変容・疼痛や薬物作用を鋭敏かつ詳細に解析できる新しい行動薬理学を創成する。2021年度は、ニコチン依存の神経機構解析のため、ニコチン退薬による嫌悪行動を、条件付け場所嫌悪性試験を用いて解析し、分界条床核におけるノルアドレナリン神経情報伝達の関与を明らかにした。さらに、世界保健機関(WHO)の国際疾病分類第11回改訂版(ICD-11)に、ゲーム障害(gaming disorder)の定義が収載されるなど、ゲームやWEBに対する行動嗜癖が今後益々問題になっていくことが考えられるため、行動嗜癖の神経機構解析や治療薬・治療法開発に役立つ新しい行動試験系を開発することを目指し、マウスが好んで行う輪回し行動に対する行動嗜癖の形成と、報酬行動や依存に重要な役割を果たす側坐核内ドパミン遊離との関連を検討するための実験系を構築した。2022年度は、輪回し行動に対する行動嗜癖形成後のマウスの行動を、例えば、輪回し装置を撤去した場合などの、様々なシチュエーション下で記録し、AI技術を駆使した画像解析により行動嗜癖を形成していないマウスとの行動の違いを明らかにすることで、行動嗜癖を評価するための行動試験系を確立する。また、ドパミンをはじめとする脳内神経伝達物質の遊離変化との相関を解析し、行動嗜癖の神経機構解明のための手がかりを得る。
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 21K19318
  • 分界条床核での神経情報伝達可塑的変化に着目した抑うつ・不安情動生成の分子機構解明
    科学研究費助成事業
    01 Apr. 2020 - 31 Mar. 2023
    南 雅文
    慢性痛とうつ病・不安障害の併発率が高いことから両者に共通の神経基盤の存在が推測される。申請者らはこれまで、痛みによる負情動生成に分界条床核における神経情報伝達が関与していることを明らかにしてきた。そこで本研究では、分界条床核での神経情報伝達可塑的変化に焦点を当てた研究により、慢性痛による抑うつ・不安惹起の脳内メカニズムを明らかにすることを目的とする。2020年度は、慢性痛時に分界条床核から外側視床下部に投射する神経路が抑制されることにより不安様行動が亢進することを明らかにした。2021年度は、分界条床核から外側視床下部に投射する神経を制御する上流の神経細胞の同定を行った。分界条床核においてCARTペプチドを産生する神経細胞(以下、CART神経)特異的にCreリコンビナーゼを発現する遺伝子組み換えマウスを用いてCART神経に光感受性イオンチャネルを発現させた。当該マウスより作製した脳スライスを用いた電気生理学的解析により、CART神経の活性化が分界条床核から外側視床下部に投射する神経細胞への抑制性入力を増加させることを明らかにした。さらに、改変型GPCR(hM4Di)とその特異的リガンドであるClozapine-N-oxide(CNO)を用いたDREADD法によりCART神経を抑制すると、慢性痛により増加した分界条床核から外側視床下部に投射する神経細胞への抑制性入力が減少するとともに、慢性痛により亢進した不安様行動が抑制されることを明らかにした。以上より、慢性痛時には、分界条床核内CART神経の活動が亢進し、分界条床核から外側視床下部に投射する神経路が抑制されることにより不安様行動が亢進していることが考えられた。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 20H03389
  • ストレス関連疾患を担う機能性脂質の探索と機能解析に基づく臨床応用のための技術基盤の創出
    革新的先端研究開発支援事業
    Oct. 2017 - Mar. 2023
    古屋敷 智之
    国立研究開発法人日本医療研究開発機構, Competitive research funding
  • International research development of thermal biology
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    06 Nov. 2015 - 31 Mar. 2021
    Tominaga Makoto
    Members of Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas ‘Thermal Biology’ lead the researches regarding temperature sensation and temperature response systems including development of temperature detection and control devices with high resolution and accuracy within the cells and organs. They performed international collaboration researches about thermal biology with 48 institutes in 20 countries, and made 136 presentations and published 47 international papers. In addition, Thermal Biology Training Course was organized in Okazaki in April, 2019. Our research teams could lead the international thermal biology researches with superiority by these coordinated international collaborations.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area), 15K21744
  • 神経路特異的薬理学とインビボ神経活動イメージングを駆使した脳身連関の神経機構解明
    科学研究費助成事業(挑戦的研究(萌芽))
    Apr. 2019 - Mar. 2021
    南 雅文
    文部科学省, Principal investigator, Competitive research funding
  • 慢性痛による抑うつ・不安の惹起に関わる負情動神経回路の可塑的変化の神経機構解明
    科学研究費助成事業(基盤研究(B))
    Apr. 2017 - Mar. 2020
    南 雅文
    文部科学省, Principal investigator, Competitive research funding
  • 温度による行動制御の基盤となる快・不快情動生成機構の解明
    科学研究費助成事業(新学術領域研究(研究領域提案型))
    Jul. 2015 - Mar. 2020
    南 雅文
    文部科学省, Principal investigator, Competitive research funding
  • 脳腸連関の統合的理解に基づく新しい創薬標的探索を指向した萌芽的研究
    科学研究費助成事業(挑戦的研究(萌芽))
    Apr. 2017 - Mar. 2019
    南 雅文
    文部科学省, Principal investigator, Competitive research funding
  • Elucidation of neural GABA transporter function by developing novel subtype-selective inhibitors
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2015 - 2016
    MINAMI Masabumi; SHUTO Satoshi
    Compound B, a candidate of the selective inhibitor for the BGT-1 subtype of the GABA transporters, showed an antidepressant effect in the tail suspension test. This compound showed high binding affinity and agonistic activity on GABAA receptors. It did not bind to GABAB receptors. These results suggested that the antidepressant effect of the compound B is due to the inhibition of BGT-1 or the combined action of BGT-1 inhibition and GABAA receptor activation. In order to obtain a compound which does not act on GABA receptors but inhibits BGT-1 selectively, four compounds were newly synthesized. However, none of them showed BGT-1 inhibitory effect.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 15K14960
  • 慢性ストレス・慢性疼痛による分界条床核-腹側被蓋野神経回路の機能的変化
    科学研究費補助金(新学術領域研究(研究領域提案型))
    2015 - 2016
    南 雅文
    我々は痛みによる不快情動生成時に背外側分界条床核(dlBNST)において放出されるコルチコトロピン放出因子(CRF)について、電気生理学手法を用いてその生理的・病態生理的機能を調べてきた。dlBNST神経細胞は殆どがGABA作動性であるが電流注入に対する応答様式からⅠ、Ⅱ、Ⅲ型に分類される。これまでにCRFがⅡ型細胞に対し脱分極を誘導することを明らかにしてきた。本研究ではまず慢性疼痛モデルラットおよび対照群ラットからdlBNSTを含む脳スライスを作製し、ホールセルパッチクランプ記録を行った。電気刺激誘発性興奮性シナプス後電流(eEPSC)に対するCRFの効果を調べた。対照群ではⅡ型細胞でeEPSCの振幅が増大したが、慢性疼痛群では変化が認められなかった。逆にCRF1受容体阻害薬NBI27914処置によって慢性疼痛群のeEPSCの振幅は減少したが、対照群では変化しなかった。慢性疼痛時には内因性CRF遊離が亢進しdlBNSTのⅡ型細胞でのeEPSCを持続的に増強している可能性が考えられた。次に、dlBNST内ローカルネットワークに対するCRFの効果について調べた。Ⅲ型細胞から自発的抑制性シナプス後電流(sIPSC)を記録し、CRFを作用させるとsIPSCの発生頻度が上昇した。この現象はテトロドトキシン存在下では観察されなかった。CRFによって脱分極するⅡ型細胞が介在細胞として働くことで、Ⅲ型細胞の活動を抑制的に調節する可能性が考えられた。不快情動生成時にはⅡ型細胞がCRFに応答して活性化することでⅢ型細胞に対する抑制入力を増大させ、他の神経核への出力を抑制することが示唆された。
    文部科学省, 新学術領域研究(研究領域提案型), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 15H01273
  • Elucidation of neural mechanisms for negative emotion and its alteration under the pathological conditions: Study with focusing on the bed nucleus of the stria terminalis
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2014 - 2016
    MINAMI Masabumi; KANEDA Katsuyuki; IDE Soichiro; YAMANAKA Akihiro
    Mammals including humans are thought to have acquired and evolved neuronal mechanisms for negative emotion, such as depression and anxiety, as a biological defense system that protects themselves by suppressing their activities and raising vigilance against the surroundings, when they are in dangerous condition. Therefore, in order to understand the neuronal mechanisms of depressive disorders and anxiety disorders, it is necessary to clarify the neuronal mechanisms for negative emotion from the viewpoint as a biological defense system and to analyze the changes of such mechanisms in patients and disease model animals. We have been studying with focusing on the bed nucleus of the stria terminalis (BNST), and demonstrated that activation of BNST neurons by CRF suppresses the dopaminergic neurons in the ventral tegmental area (VTA) to produce pain-induced negative emotion, and that neuroplastic alteration in the BNST induces sustained suppression of VTA dopaminergic neurons.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 26290020
  • Medicinal chemical study by the three-dimensional structural diversity-oriented strategy based on the characteristic steric and stereoelectronic features of cyclopropane
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2012 - 31 Mar. 2015
    SHUTO Satoshi; FUKUDA Hayato; MINAMI Masabumi; HIGASHIDA Haruhiro; HIROKAWA Takatugu
    Cyclopropane is very effective for conformational restriction of compounds due to the characteristic steric and stereoelectronic features, which are sic/trans-restriction, cyclopropylic strain, and bisected conformational preference. We devised the three-dimensional structural diversity-oriented conformational restriction strategy based on the characteristic features of cyclopropane, by which a variety of conformationally restricted analogs of conformationally flexible biologically active prototype compounds were designed and synthesized. Thus, we successfully identified highly potent compounds, which are a GABA transporter subtype BGT-1 inhibitor, proteasome inhibitors, and β-secretase (BASE) inhibitors.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 24390023
  • うつ病・不安障害モデル動物における分界条床核神経回路の機能的変化
    科学研究費補助金(新学術領域研究(研究領域提案型))
    2013 - 2014
    南 雅文
    我々はこれまでに、分界条床核2型神経細胞の活性化が嫌悪情動を惹起することを報告している。分界条床核2型神経細胞はコルチコトロピン放出因子(CRF)の刺激により活性化することも明らかにしているが、本年度の研究ではCRFによる2型神経細胞活性化が、アデニル酸シクラーゼーcAMPーPKA系の活性化によることを示し、嫌悪情動を惹起する2型神経細胞内の情報伝達機構を明らかにした。また、我々は、これまでに、分界条床核から腹側被蓋野に投射する神経が腹側被蓋野ドパミン神経の活動を調節する可能性を報告していることから、慢性疼痛や慢性ストレスが腹側被蓋野ドパミン神経活動に及ぼす影響を検討したところ、本来、報酬提示時に観察される腹側被蓋野ドパミン神経活動の亢進が、慢性疼痛モデル動物や慢性ストレス負荷動物では観察されないことが明らかとなった。ドパミン神経活動を調節する神経機構の変化、すなわち、分界条床核から腹側被蓋野にかけての神経回路あるいはその周辺の神経回路の変化が、うつ病のマイクロエンドフェノタイプとなる可能性が考えられる。この仮説を検証するためには慢性疼痛モデル動物や慢性ストレス負荷動物などの成獣のラット・マウス脳より作製した脳スライスを用いた電気生理学的手法による神経回路の詳細な解析が必要である。そのため、今年度は、成獣ラット脳由来スライスを用いた脳スライスパッチクランプによる電気生理学的解析手法の導入も行った。
    文部科学省, 新学術領域研究(研究領域提案型), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 25116501
  • Study on the molecular mechanisms for interaction between mesenchymal stem cells and blood brain barrier using real-time imaging
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2013 - 2014
    MINAMI Masabumi; ISO Yukina; MATSUBARA Akira; MINAMISHIMA Takuya
    We carried out antibody array analysis to identify the proteins contained in mouse astrocyte-conditioned medium (ACM), and examined the effects of those proteins on the blood-brain barrier (BBB) function using a mouse in vitro BBB model. We found that leukemia inhibitory facto (LIF) was contained in ACM and significantly attenuated barrier function. Because LIF belongs to Interleukin (IL)-6 family, we examined the effect of other family members IL-6 and oncostatin M on BBB function. Oncostatin M, but not IL-6, significantly attenuated barrier function. Further study for the molecular mechanism of the effects of LIF and oncostatin M may lead to development of the method to control BBB function.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 25670033
  • Pathophysiological analysis for the ischemic brain damage using in vitro blood-brain barrier system
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2011 - 2012
    SHIMOHAMA Shun; MINAMI Masabumi
    To study transmigration of mesenchymal stem cells (MSCs) across the blood-brain barrier (BBB), we developed an in vitro BBB system consisting of rat brain microvascular endothelial cells (BMECs). Time-lapse imaging using this system revealed that MSCs transmigrated across the BMEC monolayer through transiently formed intercellular gaps between the BMECs. In addition, we developed an in vitro imaging system for simultaneous analysis in real time between claudin-5, a tight junction protein, and intracellular calcium dynamics in BMECs during MSC transmigration.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Sapporo Medical University, 23659460
  • Study on neuronal mechanisms for negative emotion using behavioral and optogenetical analyses
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2011 - 2012
    MINAMI Masabumi; KANEDA Katsuyuki; IDE Soichiro
    Behavioral studies revealed the opposing roles of corticotropin-releasing factor (CRF) and neuropeptide Y (NPY) within the bed nucleus of the stria terminalis (BNST) in the negative affective component of pain in rats. Electrophysiological studies demonstrated that CRF and NPY selectively act on BNST type II neurons, and activates and suppresses these neurons, respectively. Histochemical analyses showed that most of BNST output neurons projecting to the VTA are GABAergic neurons, which synapse onto VTA GABAergic neurons, suggesting the excitatory drive from the BNST to the VTA dopaminergic neurons via a disinhibition mechanism. Pain-induced release of CRF within the BNST may activate BNST type II neurons, which could suppress VTA-projecting BNST output neurons, thereby attenuating the excitatory drive to the VTA dopaminergic neurons. Pain-induced negative emotion may be due to the suppression of VTA dopaminergic neurons via the processing of pain information in the BNST.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 23300130
  • Exploratory research for the mechanisms underlying protective effects of bone marrow mesenchymal stem cells against brain damages
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2011 - 2011
    MINAMI Masabumi; KATAYAMA Takahiro
    To study transmigration of mesenchymal stem cells (MSCs) across the blood-brain barrier (BBB), we developed an in vitro BBB system consisting of rat brain microvascular endothelial cells (BMECs). Time-lapse imaging using this system revealed that MSCs transmigrated across the BMEC monolayer through transiently formed intercellular gaps between the BMECs. In addition, we developed an in vitro imaging system for simultaneous analysis in real time between claudin-5, a tight junction protein, and intracellular calcium dynamics in BMECs during MSC transmigration.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 23659028
  • インビトロ血液脳関門システムによる分子・細胞動態リアルタイムイメージング法の開発
    科学研究費補助金(挑戦的萌芽研究)
    2009 - 2010
    南 雅文
    骨髄間葉系幹細胞(MSC)の静脈内投与は、脳梗塞後の神経機能障害を改善する。昨年度は、マクロファージやミクログリアの脳微小血管内皮細胞(BMEC)層の通過機構に関して検討を行ってきたが、今年度は、臨床応用が期待されているMSCの血液脳関門(BBB)通過機構の解析を行った。はじめに、MSCのBBB通過機構の解析に用いるインビトロ評価系を、BMECからなるインビトロBBBモデルとMSCを組み合わせることで構築した。BMECは全ての細胞が緑色蛍光を発するSD-Tg(CAG-EGFP)ラットから採取して培養したものを、MSCはラット骨髄から採取して培養し、蛍光試薬PKH26で標識したものをそれぞれ用いた。細胞培養インサート(メンブレンのポアサイズは8.0μm)にBMECを播種し、インサートのlowerチャンバーに10%牛胎仔血清を加えた条件下、upperチャンバーにMSC(1.5×10^4cells/cm^2)を加え、24時間後に固定して観察した。BMECの形態や単層構造に顕著な変化は認められない一方で、BMEC層を通過し、BMEC下にてメンブレン上に接着したMSCが多数観察された。また、ポアを通過してメンブレンの裏側に接着したMSCも認められた。MSCがどのようにBMEC層を通過するのかを明らかにするために、タイムラプスイメージングにより両細胞の動態を観察した。その結果、MSCが傍...
    文部科学省, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 21659016
  • 脳細胞傷害時のグリア活性化におけるToll-like受容体系モーダルシフトの役割
    科学研究費補助金(特定領域研究)
    2009 - 2010
    南 雅文; 片山 貴博
    通常は細胞内に存在する核タンパク質HMGB1や核酸RNAが、細胞傷害時に細胞外に遊離・漏出して細胞間情報伝達分子として働き、一方で、本来は細菌等由来の外来性分子に対するセルセンサーであるToll-like receptor (TLR)がHMGB1やRNAなどの内在性分子に対するセルセンサーとして機能するという「セルセンサーとその適刺激(リガンド)のデュアルモーダルシフト」が、脳細胞傷害によるグリア細胞活性化に関与する可能性について検討した。ラット大脳皮質線条体領域から作製したスライス培養系を用い、アストロサイトの活性化をケモカインMCP-1の産生を指標として評価した検討から、傷害を受けた神経細胞に由来するHMGB1がアストロサイトでのMCP-1産生亢進を引き起こす細胞間情報伝達分子の1つとして機能している可能性を示唆するデータを昨年度の研究で得ている。今年度は、細胞外に漏出するRNAに着目して検討を行った。脳スライス培養系において、NMDAによる神経細胞傷害により、細胞外RNA濃度は著しく上昇した。NMDA誘発神経細胞傷害によって誘導されるアストロサイトでのMCP-1産生は、RNaseAを培地中に加えることによって部分的ながら有意に抑制された。また、細胞外RNAの受容体として機能すると考えられているTLR3のアゴニストpoly I:CによってもアストロサイトでのMCP-1の発...
    文部科学省, 特定領域研究, 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 21026001
  • 神経細胞傷害時のアストロサイト活性化におけるセルセンサー分子の役割
    科学研究費補助金(特定領域研究)
    2007 - 2008
    南 雅文; 片山 貴博
    我々はこれまでに、ラットの大脳皮質線条体領域から作製した脳スライス培養系を用いた研究から、NMDA処置による神経細胞の特異的傷害が、アストロサイトにおいてケモカインMCP-1の産生を惹起することを明らかにしているが、本研究において、他のケモカインCINC-1に関しても、NMDAによる神経細胞傷害時にアストロサイトにおいてその産生が亢進し、このCINC-1産生に、MCP-1同様、アストロサイトでのMEK-ERK系の活性化が重要であることを明らかにした。一方、近年、DNA結合タンパクHMGB1が、細胞傷害時に細胞外に遊離され細胞間情報伝達を担う因子として注目されている。脳スライス培養系において、HMGB1は、神経細胞、アストロサイト、ミクログリアいずれの細胞の核でも認められるが、NMDA処置後、神経細胞におけるHMGB1免疫活性は消失し、一方で培地中HMGB1量は著しく増加した。次に、HMGB1がサイトカイン・ケモカイン類のmRNA発現に及ぼす影響を検討した。その結果、リコンビナントHMGB1処置によって、その濃度依存的に神経栄養因子の1つであるBDNFのmRNA発現が有意に低下することが明らかとなった。また、HMGB1の受容体として働くと考えられているTLR2、TLR4、RAGEの発現を脳スライス培養系において検討したところ、これら3種の受容体全てのmRNA発現が確認された。以...
    文部科学省, 特定領域研究, 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 19045001
  • The role of nitrosylation of neurotransmitter transporterin pain-induced aversion
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(B))
    2007 - 2008
    Masabumi MINAMI; 上原 孝; 片山 貴博; Takashi UEHARA; Takahiro KATAYAMA
    本研究では、痛みによる不安や抑うつ、嫌悪などの不快情動の生成・制御メカニズムを明らかにするため、分界条床核の役割に関して研究を進め、腹側分界条床核におけるノルアドレナリン遊離亢進とβアドレナリン受容体-アデニル酸シクラーゼ-proteinkinase A(PKA)系活性化が痛みによる不快情動生成に重要な役割を果たしていることを明らかにした。一方、ノルアドレナリントランスポーターの酸化的修飾は、その機能に影響を与えなかった。
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(B), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 19390149
  • Roles of plastic changes in glutamate transporter function within the spinal cord in neuropathic pain
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(C))
    2007 - 2008
    Masanori YAMAUCHI; 南 雅文; Masabumi MINAMI
    グルタミン酸トランスポーター酸化的修飾の神経因性疼痛への関与を明らかにすることを目的として研究を行った。グルタミン酸トランスポーター阻害薬のラット髄腔内投与は、熱性痛覚過敏および機械的アロディニアを惹起した。グルタミン酸トランスポーターの酸化的修飾による活性変化を検討したところ、グルタミン酸トランスポーターGLT-1が酸化的修飾されることが示されたが、酸化的修飾による取り込み活性変化は認められなかった。
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(C), 札幌医科大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 19603010
  • リアルタイム観察法を駆使した神経細胞傷害によるグリア細胞活性化機構の解明
    科学研究費補助金(特定領域研究)
    2006 - 2007
    南 雅文; 片山 貴博
    神経細胞傷害時におけるミクログリアの傷害部位への集積に関して、Iba1-EGFPトランスジェニックマウス(本特定領域研究班の高坂新一先生より供与を受けた)より作製した培養海馬スライスを用いて検討した。昨年度の検討により、局所組織傷害急性期のミクログリア突起伸長にはATPが関与するが、NMDAによる神経細胞傷害後3〜6日において観察される錐体細胞層へのミクログリア集積にはATPは関与しないことが示された。本年度は、神経細胞傷害後のミクログリアによる傷害細胞の貪食に関して検討した。傷害細胞は、propidium iodide(PI)の核内への取り込みにより可視化した。NMDA処置後、PI陽性細胞数は1〜2日後をピークとして増加し、その後、次第に減少することが明らかとなった。リアルタイムイメージングによる検討から、PI陽性細胞が、1つのミクログリアによって取り囲まれた後に消失することが観察された。さらに、ミクログリア毒であるclodronateをあらかじめ処置することで約90%のミクログリアを除去した培養スライスでは、対照群と比較してPI陽性細胞の減少が著しく抑制された。これらのことから、NMDA処置後のPI陽性細胞の減少は、ミクログリアによる貪食の結果であることが示唆された。このミクログリアの貪食作用におけるP2Y6受容体情報伝達の関与を検討するため、UDPとその分解酵素阻害薬A...
    文部科学省, 特定領域研究, 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 18053002
  • 脳スライス培養系を用いた神経-グリア-内皮細胞連関におけるケモカイン分子機能解析
    科学研究費補助金(萌芽研究)
    2006 - 2007
    南 雅文; 片山 貴博
    脳は、神経細胞、アストロサイト、ミクログリア、脳微小血管内皮細胞(Brain Microvascular Endothelial Cell;BMEC)など多種の細胞で構成されており、これら細胞間のクロストークにより、BMEC間のタイトジャンクションを基盤としたBBB特有のバリア機能が形成・調節されている。本研究では、神経細胞傷害時における神経-グリア-BMEC間の相互作用によるBBB機能変化のメカニズムを詳細に解析するための実験系として、神経-アストロサイト共培養系とBMECを、多孔質膜を隔てて配置したin vitro BBBモデルを確立した。神経-アストロサイト-BMEC共培養モデルでは、BMEC単独培養系及びアストロサイト-BMEC共培養系よりもTEERが高く、BMEC単独培養系よりもFITC-dextranの透過性が低かったことから、作製したBBBモデルがBMEC単独培養系やアストロサイト-BMEC共培養系よりも高いバリア機能を有していることが示された。また、NMDA処置後48時間以降にTEERの有意な減少とFD40透過性の増大が見られたことから本BBBモデルは、傷害された神経細胞とBMECとの相互作用あるいは神経細胞傷害により活性化したアストロサイトとBMECとの相互作用によるBBB機能変化のメカニズム解明に応用できる実験系であることが示唆された。さらに、NMDAによ...
    文部科学省, 萌芽研究, 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 18659014
  • Roles of spinal astrocyte in the induction and maintenance of chronic pain
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(C))
    2006 - 2007
    Takayuki NAKAGAWA; 南 雅文
    We have investigated the roles of spinal astrocytes in chronic pain. Intrathecal administration of ATP to rats produced short-lasting hyperalgesia (<20 min) and subsequently long-lasting allodynia, which appeared within 5 min, reached a plateau between 15 and 30min and lasted fm 3-4 weeks. In the spinal cord, intrathecal ATP administration caused microglia activation within 1 day (induction phase) and subsequently astrocytic activation, which peaked at 1-3 days (transition and early maintenance phase). Taken together with further behavioral studies using inhibitors for microglial and astroc...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(C), 京都大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 18613006
  • Molecular pharmacological study on the roles of chemokines in neuropathic pain
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(C))
    2004 - 2005
    Masabumi MINAMI; 中川 貴之
    Monocyte chemoattractant protein-1(MCP-1,CCL2) is a well-defined CC chemokine implicated in the pathology of various types of brain injuries, such as ischemic and traumatic injuries. Previously, we demonstrated that MCP-1 production was upregulated in the dorsal root ganglia (DRG) of neuropathic pain model rats. In this study, we carried out the double immunofluorescent staining between MCP-1 and activating transcription factor-3(ATF3) to examine whether MCP-1 was produced in the injured or uninjured DRG neurons after the nerve ligation. In the small-sized neurons (cell body area <600 μm^2)...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(C), 京都大学->北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 16590047
  • 脳内ケモカインによるグリア-ニューロン機能連関の時間的・空間的調節機構の解明
    科学研究費補助金(特定領域研究)
    2004 - 2005
    南 雅文; 中川 貴之
    前年度の研究において、大脳皮質-線条体培養切片において、ATPγS処置によるアストロサイトでのMCP-1産生・遊離亢進に対する各種MAPキナーゼ阻害薬の効果について検討したところ、ATPγSによるMCP-1産生・遊離亢進には、MEK/ERKカスケードの活性化が重要な働きをしていることが明らかとなった。さらに、NMDAによる神経細胞傷害により惹起されるアストロサイトでのMCP-1産生・遊離亢進についても各種MAPキナーゼ阻害薬を用いた同様の検討により、、MEK/ERKカスケード活性化が重要であることが示された。そこで、NMDAによる神経細胞傷害時のMEK/ERKカスケード活性化をERKリン酸化亢進を指標として検討したところ、NMDA処置30分以内の早い時間帯では神経細胞において、1時間以後の遅い時間帯ではアストロサイトにおいてERKリン酸化の亢進が観察された。NMDA処置終了後3時間の時点でのMEK阻害薬の添加によってもMCP-1産生・遊離亢進が抑制されたことから、アストロサイトでのMEK/ERKカスケード活性化が重要であることが示唆された。前年度に構築した、神経-グリア共培養系中のアストロサイトにEGFPを発現させることによりアストロサイト形態を経時的に観察することが可能な実験系を用いて、NMDA処置による神経細胞傷害時のアストロサイト形態変化におけるMEK/ERKカスケード...
    文部科学省, 特定領域研究, 京都大学->北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 16047216
  • Molecular pharmacological study on the roles of the central noradreneric neurosis in the higher central actions of morphine
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(B))
    2002 - 2003
    Masamichi SATOH; 中川 貴之; 南 雅文
    μ-Opioid receptor, a receptor far morphine, is intensely expressed in the noradrenergic neurons located in the locus coeruleus.. These neurons project into various brain regions including the cerebral cortex, hippocampus and amygdala, and are implicated in memory, emotion and stress responses. However, the molecular bases for the regulation of memory, emotion and stress responses through the opioid system remain to be elucidated. In this study, we generated the genetically modified mouse line in which μ-opioid receptors are expressed only in the not adrenergic neurons by means of the crossb...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(B), 京都大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 14370743
  • モルヒネの分子作用機構解析のための神経細胞種特異的なオピオイド受容体発現動物作製
    科学研究費補助金(萌芽研究)
    2002 - 2003
    佐藤 公道; 中川 貴之; 南 雅文
    モルヒネの鎮痛作用機序として、延髄諸核からの下行性抑制系の賦活化や一次感覚神経終末からの伝達物質遊離抑制が重要であるが、これらの作用機序の各々が、全身性に投与されたモルヒネによる個体レベルでの鎮痛作用発現にどの程度の割合で寄与しているかは明らかでない。また、精神的薬物依存に深く関与する中脳ドパミン神経系賦活化は、抑制性GABA作動性神経を抑制することによる「脱抑制」によることが、これまでの薬理学的・電気生理学的研究により示唆されているが、分子レベルにまで踏み込んだ研究成果は報告されていない。身体的依存形成における青斑核ノルアドレナリン神経系の関与についても同様である。そこで、これらの問題に対し分子レベルでの解答を得るため、一次感覚神経、GABA神経系およびノルアドレナリン神経系、それぞれの神経系にだけ特異的にμオピオイド受容体を発現する遺伝子改変マウスの作製を着想するに至った。本研究では、ノルアドレナリン神経特異的プロモーターであるdopamine-β-hydroxylaseプロモーター下にμオピオイド受容体を発現するトランスジェニックマウスとμオピオイド受容体ノックアウトマウスをかけ合わせることにより、ノルアドレナリン神経のみでμオピオイド受容体を発現する遺伝子改変マウスの作製を行った。本遺伝子改変マウスにおいてモルヒネの有意な鎮痛作用は認められなかった。一方、tail-s...
    文部科学省, 萌芽研究, 京都大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 14657024
  • Roels of chemokines in ischemic brain injury
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(C))
    2001 - 2002
    Masabumi MINAMI; 名村 尚武
    Production of chemokines and their receptors in the brain has been reported under various pathological conditions. In this study, we showed that intracerebroventricular and intravenous injections of TAK-779, a CCR2/ CCR5 selective chemokine receptor antagonist, reduced infarct volume. Furthermore, intravenous injection of TAK-779 decreased the number of activated macrophages/microglia, but not that of neutrophils, in the ischemic penumbra. These findings suggest that brain chemokines play a crucial role in ischemic injury, at least in part, by enhancing the leukocyte infiltration and microg...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(C), 京都大学, Principal investigator, Competitive research funding, 13672280
  • オピオイド受容体遺伝子導入による痛覚情報伝達制御
    科学研究費補助金(萌芽的研究)
    2001 - 2001
    佐藤 公道; 中川 貴之; 南 雅文
    神経因性疼痛では、本来は侵害情報を伝達しないAβ線維が非侵害情報を侵害情報として伝達するように変化している可能性が示唆されている。本来は非侵害性情報伝達を担うAβ線維などは、オピオイド受容体を介した痛覚情報伝達抑制系を有していない可能性が高く、また、正常時にはそのような抑制系を有しているAδやC線維においても、神経因性疹痛の病態時にオピオイド受容体を介した抑制系がダウンレギュレーションされていることが考えられ、そのことが、神経因性疼痛においてモルヒネなどの麻薬性鎮痛薬が効きにくい理由である可能性が考えられる。そのような病態時においては、ウイルスベクターによる1次感覚神経細胞へのオピオイド受容体遺伝子導入が、麻薬性鎮痛薬に対する感受性を向上させ、麻薬性鎮痛薬による神経因性疼痛治療を可能にすることが期待される。本研究では、「オピオイド受容体遺伝子導入による神経因性疼痛の新しい治療法開発上を目指した研究の予備的研究として、ヘルペスウイルスベクターにより1次感覚神経細胞に高効率にオピオイド受容体遺伝子を発現させ、導入したオピオイド受容体を介してモルヒネ鎮痛効果の増強を得ることを目的とした。μオピオイド受容体遺伝子を組み込んだアンプリコンプラスミドを作成し、μオピオイド受容体遺伝子導入に用いるヘルペスウイルスベクター(通常の動物細胞での増殖性をなくしたヘルペスウイルス)を作製した。本ウ...
    文部科学省, 萌芽的研究, 京都大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 13877013
  • Pharmacological study on the role of amygdala in sensory and affective components of pain
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(B))
    2000 - 2001
    Masamchi SATOH; 宮武 伸一; 中川 貴之; 南 雅文; 佐治 英郎
    We investigated the role of the amygdala in sensory and negative affective components of the pain experience in rats. We found that somatic noxious stimulus by intraplanter injection of formalin increased c-fos mRNA expression in lateral (LaA) and basolateral (BLA) nuclei of the amygdala, while visceral noxious stimulus by intraperitoneal injection of acetic acid induced c-fos mRNA especially in the central nucleus of the amygdala (CeA). Both somatic and visceral noxious stimuli produced aversive avoidance behavior from the environment associated with them (conditioned place aversion (CPA))...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(B), 京都大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 12470498
  • Development of nonpeptidic opioid PET ligands to study pain system in the higher brain
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(B))
    2000 - 2001
    Masamchi SATOH; 中川 貴之; 南 雅文; 佐治 英郎; 岩村 樹憲
    μ-Opioid receptors and their endogenous ligand are involved in the regulation of sensory and affective components of the pain experience. However, the molecular basis of the roles of opioidergic system in the higher brain functions, such as emotion and memory, remains to be elucidated. In this study, we studied on the synthesis and structure-activity relationships μ-opioid ligand to develop novel μ-selective nonpeptidic ligands which can be used for the positron emission tomography (PET) study. We synthesized several 1-aralky-4-phenylaminopiperidinecarboxylate derivatives and examined the b...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(B), 京都大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 12557230
  • Roles of fractalkine in neuron-microglia interaction at brain injury
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(C))
    1999 - 2000
    Masabumi MINAMI; 宮武 伸一
    Fractalkine is a novel chemokine which has a CX3C motif and a membrane-bound form. We previously reported that, in the rat brain, fractalkine mRNA was expressed in neurons while the mRNA for its receptor (CX3CR1) was in microglia. This finding suggests that fractalkine possibly plays an important role to convey the information from neurons to microglia. To examine the role if fractalkine in neuron-microglia interaction at brain injury, we investigated the expression of fractalkine and its receptor CX3CR1 and the effect of exogenous fractalkine on neuronal cell death and microglia activation...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(C), 京都大学, Principal investigator, Competitive research funding, 11672167
  • 脳内グリア細胞活性化におけるケモカインの役割に関する分子薬理学的研究
    科学研究費補助金(奨励研究(A))
    1997 - 1998
    南 雅文
    脳虚血/再灌流負荷により、MCP-1およびMIP-1αmRNAともに脳内での発現が観察されたが時間経過及び発現分布は異なっていた。MCP-1mRNAは、再灌流2時間から24時間後で強い発現が主に虚血辺縁部に見られ、48時間後では虚血中心部を含む広い範囲に発現が観察された。MCP-1mRNAはMac-1α陽性のミクログリアと考えられる細胞およびGFAP陽性のアストロサイトと考えられる細胞の両方で発現が観察された。一方、MIP-1αmRNA発現のピークは再灌流4時間後で、その後、徐々に減弱するシグナルが24時間後まで観察された。発現は主に虚血辺縁部で見られ、シグナルはMac-1α陽性細胞でのみ観察された。培養ミクログリアに種々の神経伝達物質を処置し、MCP-1mRNAの発現を検討したところATP処置により顕著な発現増加が見られた。ATP処置によりMIP-1αmRNAの発現も顕著に増大した。MCP-1およびMIP-1αmRNA発現は、LPS処置によっても顕著に増大した。培養アストロサイトでは、MCP-1mRNAの発現がインターロイキン-1(IL-1)により顕著に増加した。MIP-1αmRNA発現は未処置およびIL-1処置いずれのアストロサイトでも検出されなかった。一方、LPS処置ではMCP-1およびMIP-1αmRNAともに発現が誘導された。本研究により、脳虚血により脳内グリア細胞...
    文部科学省, 奨励研究(A), 京都大学, Principal investigator, Competitive research funding, 09771980
  • Study on the molecular mechanisms for neuronal plasticicity in the drug dependence
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(B))
    1997 - 1998
    Masamchi SATOH; 南 雅文; 佐治 英郎; 中川 貴之
    We investigated the molecular mechanism responsible for supersensitization of the AC system induced by sustained opioid treatment using CHO cells expressing one of the cloned opioid receptors. In cells treated for 4 h with opioid agonists, challenge with opioid antagonists induced supersensitization of the AC system over the naive level, but had no effect on GTPase activity. This phenomenon was not affected by cycloheximide. To examine the involvement of the interaction between G-protein and AC in the development of supersensitization, we used CHO cells co-expressing the opioid receptor and...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(B), 京都大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 09470503
  • Ligand design for orphan receptors by the modeling with stepwise mutated receptors
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(B))
    1997 - 1998
    Masamchi SATOH; 長瀬 博; 南 雅文; 中川 貴之
    The nociceptin receptor was firstly cloned as an opioid receptor-like orphan receptor. Recently, nociceptin (orphanin FQ) has been isolated as an endogenous peptidic ligands of this orphan receptor, but the physiological and pathological roles of nociceptin have not been elucidated.To obtain useful information about creating nonpeptidic ligands of the nociceptin receptor, we investigated the molecular mechanism of the discrimination by bremazocine, a nonpeptidic opioid ligand, between opioid receptors and nociceptin receptor, by constructing chimeric and mutated nociceptin receptors. We rev...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(B), 京都大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 09557193
  • 神経-グリア-内皮細胞連関におけるインターロイキン-1の役割
    科学研究費補助金(奨励研究(A))
    1996 - 1996
    南 雅文
    内皮細胞由来の血管弛緩因子として知られているエンドセリンの処置により、培養アストロサイトにおける1型インターロイキン-1受容体mRNAの発現が増加することをノーザンブロット法を用いて明らかにした。また、インターロイキン-1のアストロサイトに対する作用として、アストロサイトの増殖促進作用のあることが明らかとなった。また、培養ミクログリア細胞におけるインターロイキン-1βの発現調節機構を検討した結果、インターロイキン-1βmRNAの発現が、ATPおよびβアドレナリン受容体アゴニストであるイソプロテレノールにより誘導されることが明らかとなった。また、1型インターロイキン-1受容体が脳の特定領域の神経細胞および脳微小血管の内皮細胞で発現していることを以前の研究により明らかにしているが、本研究において、2型インターロイキン-1受容体が、正常ラット脳内ではほとんど発現していないが、興奮性神経毒であるカイニン酸の投与により脳の特定領域の神経細胞および脳微小血管の内皮細胞で発現誘導されることを新たに見いだした。以上の知見より、脳虚血あるいは興奮性神経毒による神経細胞の異常興奮あるいは損傷により、神経細胞からアドレナリン/ノルアドレナリンやATPなどの生理活性物質が遊離あるいは漏出され、それらがミクログリアに作用することによりインターロイキン-1の発現が誘導され、産生されたインターロイキン-1...
    文部科学省, 奨励研究(A), 京都大学, Principal investigator, Competitive research funding, 08772088
  • 分子モデリングによるorphan受容体のリガンドデザインのための基礎的研究
    科学研究費補助金(萌芽的研究)
    1996 - 1996
    佐藤 公道; 南 雅文
    オピオイド受容体における受容体-リガンド認識機構を分子レベルで解析した。オピオイド受容体μタイプに選択的なリガンドであるDAMGOのμ/δ受容体間識別に、第1細胞外ループと第2膜貫通部位の境界領域に存在するμ受容体127番目のアスパラギン残基とδ受容体の対応する位置に存在する108番目のリジン残基の違いが重要であることを明らかにした。また、DAMGOのμ/κ受容体間識別には、第3細胞外ループと第6膜貫通部位の境界領域に存在するμ受容体303番目のリジン残基とκ受容体の対応する位置に存在する297番目のグルタミン酸残基の違い、および、第3細胞外ループと第7膜貫通部位の境界領域に存在するμ受容体316番目のバリン、318番目のトリプトファン、319番目のヒスチジンとκ受容体の対応する位置に存在する310番目のセリン、312番目のチロシン、313番目のチロシンの違いが重要であることを明らかにした。さらに、オピオイド受容体と非常に高い相同性を有するにもかかわらず、オピオイドリガンドが結合しないことが知られているOrphaninFQ受容体の非ペプチド性リガンドを合理的にデザインするための基礎的知見を得ることを目的として、オピオイドリガンドがOrphaninFQ受容体に結合できない原因となっている受容体構造の解明を試みた結果、OrphaninFQ受容体の第2細胞外ループと第5膜貫通部位の...
    文部科学省, 萌芽的研究, 京都大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 08877327
  • Molecular pharmacological study on he roles of brain cytokines in narcotic dependence
    Grants-in-Aid for Scientific Research(一般研究(B), 基盤研究(B))
    1995 - 1996
    Masamichi SATOH; 南 雅文
    Intracisternal injection of interleukin-1beta was shown to suppress naloxone-precipitated with-drawal syndrome in morphine dependent mouse. This effect of interleukin-1beta was mediated by CRF and prostaglandin E2. In order to clarify the target cells for interleukin-1beta in the brain, we visualized the cells expressing type 1 and type 2 interleukin-1 receptors using an in situ hybridization technique. In morphine-dependent mouse, prostaglandin E2 suppressed the withdrawal syndrome through EP3 receptors. Prostaglandin EP3 agonists suppressed the withdrawal syndrome also in the morphine-dep...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 一般研究(B), 基盤研究(B), 京都大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 07457538
  • Visualization and quantification of gene expression involved in pain transmission and regulation with molecular probes
    Grants-in-Aid for Scientific Research(試験研究(B), 基盤研究(A))
    1995 - 1996
    Masamichi SATOH; 南 雅文; 金子 周司
    For the purpose to increase the sensitivity of an in situ hybridization technique with nonradioactive probes, we examined the several methods for nonradioactive labeling of RNA probes. Simiar sensitivities were obtained between digoxigenin- and fluorescein-labeled antisense RNA probes to detect the target mRNA,but the background signals were lower in the results with digoxigenin-labeled probe than with fluorescein-labeled one. For an analysis of the results of double in situ hybridization histochemistry, we developed an apparatus to simultaneously obtain both bright- and dark-field images, ...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 試験研究(B), 基盤研究(A), 京都大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 07557010
  • 麻薬依存における脳内プロスタノイド受容体の役割に関する分子薬理学的研究
    科学研究費補助金(奨励研究(A))
    1995 - 1995
    南 雅文
    モルヒネペレットを慢性的に皮下に埋め込むことによりモルヒネに対する依存を形成したマウスにおけるナロキソン誘発禁断症状の1つである跳躍行動が、プロスタグランジンE2受容体のEP3サブタイプアゴニストM&B28,767やsulprostoneの脳室内投与により抑制されることを明らかにした。プロスタグランジン受容体のEP1/IPアゴニストiloprost、EP2アゴニストbutaprost、EPアゴニストprostaglandinF2aの脳室内投与は跳躍行動抑制効果を示さなかった。EP3アゴニストの脳室内投与は跳躍行動以外にも、paw shakeや体重減少などの禁断症状を抑制した。また、マウスに比べて多数の項目を観察することが容易であるラットを用いた実験においても、プロスタグランジンEP3受容体アゴニスト脳室内投与により、跳躍行動やpaw shakeなどの禁断症状が抑制されることを明らかにした。さらに、ラット脳において、麻薬依存形成に深く関与していることが知られている青斑核などの脳部位で、モルヒネの作用部位であるμオピオイド受容体のmRNAとEP3受容体mRNAの両方が発現していることをin situ hybridization法を用いて明らかにした。各受容体をコードするcDNAをin situhybridization法に用いるプローブ作製に適したベクターにサブクローニングする際...
    文部科学省, 奨励研究(A), 京都大学, Principal investigator, Competitive research funding, 07772164
  • Molecular biological and pharmacological study on the roles of brain interleukin-1 in transmission and regulation of nociceptive information
    Grants-in-Aid for Scientific Research(一般研究(B))
    1993 - 1994
    Masamichi SATOH; 南 雅文
    In this study, we conducted the following expeiments to elucidate the roles of brain interleukin-1beta in the modulation of nociceptive information. First, IL-1beta was intracerebroventriculary administrated and the nociceptive threshold to mechanical stimulation was measured. The lower doses (10,000 pg) of IL-1beta induced hyperalgesia, but the higher doses (1,10 ng) of IL-1beta induced analgesia. These effects of IL-1beta on the nociceptive threshold were inhibited by the simultaneous administration of IL-1 receptor antagonist.Hyperalgesia induced by the lower dose of IL-1beta but not ana...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 一般研究(B), 京都大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 05454569
  • 脳虚血/再灌流時における脳内サイトカイン類の動態に関する分子生物学的研究
    科学研究費補助金(奨励研究(A))
    1993 - 1993
    南 雅文
    サイトカインあるいはその受容体のmRNAの産生細胞を同定する方法として脳を構築する各種細胞のマーカーとなるタンパクあるいは糖鎖にたいする抗体による免疫組織染色とサイトカインあるいはその受容体に対するin situ hybridizationを同一切片上で行うことを試みた。アストロサイトのマーカーであるGFAPに対する抗体を用いた実験により、カイニン酸で発現が誘導されるIL-1betamRNAの産生細胞はGFAP陰性のグリア細胞、おそらくは、ミクログリアであることが判明した。さらに、4血管閉塞モデルおよび中大脳動脈閉塞モデルによる脳虚血によっても脳内でIL-1betamRNAがグリア細胞と考えられる細胞および血管内皮細胞で発現することを明らかにした。そこで、ミクログリアのマーカーであるMac-1に対する抗体による免疫組織染色とin situ hybridizationによる二重染色を試みたが、GFAPの場合と異なり、抗Mac-1抗体は本方法には適しておらず二重染色することができなかった。そこで、放射性標識したRNAプローブとジゴキシゲニン標識したRNAプローブを用いたin situ hysridizationによる二重染色法を新たに開発した。この方法により、神経細胞のマーカーである神経特異的エノラーゼのmRNAとIL-1受容体type1mRNAが同一の細胞で発現していること、す...
    文部科学省, 奨励研究(A), 京都大学, Principal investigator, Competitive research funding, 05771974
  • 痛みに伴う不安・不快等の情動反応の分子機構とその制御
    Competitive research funding
  • 中枢神経疾患、神経因性疼痛における脳内サイトカイン・ケモカインの発現と役割
    Competitive research funding
  • 脳内におけるサイトカイン・ケモカイン類の発現と機能に関する研究
    Competitive research funding
  • Study on the neuronal mechanisms for pain-induced negative emotion
    Competitive research funding
  • Study on the expressions and roles of cytokines and chemokines in the brain
    Competitive research funding