所属
医学部 医学科 基礎医学講座 解剖学講座（顕微解剖学分野）
連絡先
外部リンク
ワタナベ ツヨシ
渡部 剛
WATANABE Tsuyoshi
学位
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医学博士 （ 筑波大学 ）
研究キーワード
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electron microscopy
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Golgi apparatus
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secretory granules
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視床下部-下垂体-性腺系
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免疫組織化学
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電子顕微鏡技術
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ゴルジ装置
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分泌顆粒
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immunocytochemistry
研究分野
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ライフサイエンス / 解剖学
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ライフサイエンス / 細胞生物学
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ライフサイエンス / 代謝、内分泌学
学歴
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筑波大学 大学院博士課程 医学研究科 形態系
1985年4月 - 1989年3月
国名： 日本国
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筑波大学 医学専門学群
1979年4月 - 1985年3月
国名： 日本国
経歴
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旭川医科大学 解剖学講座顕微解剖学分野（旧解剖学第2講座） 教授
2000年10月 - 現在
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大阪大学 解剖学第1講座 助教授
1995年5月 - 2000年9月
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筑波大学 基礎医学系 講師
1989年4月 - 1995年5月
所属学協会
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日本顕微鏡学会
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日本細胞生物学会
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日本解剖学会
留学歴
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1990年6月 - 1992年9月 ハノーファー医科大学（Medizinische Hochschule Hannover） アレキサンダー・フォン・フンボルト財団 奨学研究員
論文
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Impaired Processing of Prohormones in Secretogranin III-Null Mice Causes Maladaptation to an Inadequate Diet and Stress. 査読
Maeda Y, Kudo S, Tsushima K, Sato E, Kubota C, Kayamori A, Bochimoto H, Koga D, Torii S, Gomi H, Watanabe T, Hosaka M
Endocrinology 159 ( 2 ) 1213 - 1227 2018年2月
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Functional implications of the Golgi and microtubular network in gonadotropes 査読
Tsuyoshi Watanabe, Hiroki Bochimoto, Daisuke Koga, Masahiro Hosaka, Tatsuo Ushiki
MOLECULAR AND CELLULAR ENDOCRINOLOGY 385 ( 1-2 ) 88 - 96 2014年3月
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Multiple sorting systems for secretory granules ensure the regulated secretion of Peptide hormones. 査読
Sun M, Watanabe T, Bochimoto H, Sakai Y, Torii S, Takeuchi T, Hosaka M
Traffic (Copenhagen, Denmark) 14 ( 2 ) 205 - 218 2013年2月
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A unique ball-shaped Golgi apparatus in the rat pituitary gonadotrope: its functional implications in relation to the arrangement of the microtubule network. 査読
Watanabe T, Sakai Y, Koga D, Bochimoto H, Hira Y, Hosaka M, Ushiki T
The journal of histochemistry and cytochemistry : official journal of the Histochemistry Society 60 ( 8 ) 588 - 602 2012年8月
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Secretogranin III: a bridge between core hormone aggregates and the secretory granule membrane. 招待 査読
Hosaka M, Watanabe T
Endocrine journal 57 ( 4 ) 275 - 286 2010年
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A large form of secretogranin III functions as a sorting receptor for chromogranin A aggregates in PC12 cells. 査読
Han L, Suda M, Tsuzuki K, Wang R, Ohe Y, Hirai H, Watanabe T, Takeuchi T, Hosaka M
Molecular endocrinology (Baltimore, Md.) 22 ( 8 ) 1935 - 1949 2008年8月
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Effects of a depot formulation of the GnRH agonist leuprorelin on the ultrastructure of male rat pituitary gonadotropes. 査読
Kitahara K, Sakai Y, Hosaka M, Hira Y, Kakizaki H, Watanabe T
Archives of histology and cytology 70 ( 2 ) 79 - 93 2007年7月
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A subset of p23 localized on secretory granules in pancreatic beta-cells. 査読
Hosaka M, Watanabe T, Yamauchi Y, Sakai Y, Suda M, Mizutani S, Takeuchi T, Isobe T, Izumi T
The journal of histochemistry and cytochemistry : official journal of the Histochemistry Society 55 ( 3 ) 235 - 245 2007年3月
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Addition of phosphotungstic acid to ethanol for dehydration improves both the ultrastructure and antigenicity of pituitary tissue embedded in LR White acrylic resin. 査読
Sakai Y, Hosaka M, Hira Y, Watanabe T
Archives of histology and cytology 68 ( 5 ) 337 - 347 2005年12月
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Interaction between secretogranin III and carboxypeptidase E facilitates prohormone sorting within secretory granules. 査読
Hosaka M, Watanabe T, Sakai Y, Kato T, Takeuchi T
Journal of cell science 118 ( 20 ) 4785 - 4795 2005年10月
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Immunocytochemical localization of secretogranin III in the endocrine pancreas of male rats. 査読
Sakai Y, Hosaka M, Yoshinaga A, Hira Y, Harumi T, Watanabe T
Archives of histology and cytology 67 ( 1 ) 57 - 64 2004年3月
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Secretogranin III binds to cholesterol in the secretory granule membrane as an adapter for chromogranin A. 査読
Hosaka M, Suda M, Sakai Y, Izumi T, Watanabe T, Takeuchi T
The Journal of biological chemistry 279 ( 5 ) 3627 - 3634 2004年1月
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Immunocytochemical localization of secretogranin III in the anterior lobe of male rat pituitary glands. 査読
Sakai Y, Hosaka M, Hira Y, Harumi T, Ohsawa Y, Wang H, Takeuchi T, Uchiyama Y, Watanabe T
The journal of histochemistry and cytochemistry : official journal of the Histochemistry Society 51 227 - 238 2003年2月
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Identification of a chromogranin A domain that mediates binding to secretogranin III and targeting to secretory granules in pituitary cells and pancreatic beta-cells. 査読
Hosaka M, Watanabe T, Sakai Y, Uchiyama Y, Takeuchi T
Molecular biology of the cell 13 3388 - 3399 2002年10月
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Effects of sex steroids on secretory granule formation in gonadotropes of castrated male rats with respect to granin expression. 査読
Watanabe T, Banno T, Jeziorowski T, Ohsawa Y, Waguri S, Grube D, Uchiyama Y
Endocrinology 139 2765 - 2773 1998年6月
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Immunocytochemical localization of chromogranin A and secretogranin II in female rat gonadotropes. 査読
Watanabe T, Azuma T, Banno T, Jeziorowski T, Ohsawa Y, Waguri S, Grube D, Uchiyama Y
Archives of histology and cytology 61 ( 2 ) 99 - 113 1998年5月
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Heterogeneity of pituitary gonadotrope cells in male rats. 査読
Jeziorowski T, Watanabe T, Bargsten G, Grube D
Archives of histology and cytology 60 ( 4 ) 355 - 370 1997年10月
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Secretory granules and granins in hyperstimulated male rat gonadotropes. 査読
Watanabe T, Jeziorowski T, Wuttke W, Grube D
The journal of histochemistry and cytochemistry : official journal of the Histochemistry Society 41 1801 - 1812 1993年12月
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Topology of chromogranin A and secretogranin II in the rat anterior pituitary: potential marker proteins for distinct secretory pathways in gonadotrophs. 査読
Watanabe T, Uchiyama Y, Grube D
Histochemistry 96 285 - 293 1991年
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β3 adrenergic receptor blockade reduces mortality in endotoxin-induced heart failure by suppressing induced nitric oxide synthase and saving cardiac metabolism. 査読
Kawaguchi S, Okada M, Ijiri E, Koga D, Watanabe T, Hayashi K, Kashiwagi Y, Fujita S, Hasebe N
Am J Physiol Heart Circ Physiol 2019年12月
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Sato E, Maeda Y, Sato Y, Hinata A, Gomi H, Koga D, Torii S, Watanabe T, Hosaka M
Biochemical Journal 476 827 - 842 2019年3月
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Hori JI, Koga D, Kakizaki H, Watanabe T
Biomedical Research 39 197 - 214 2018年8月
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Backscattered electron imaging of resin-embedded sections. 査読
Koga D, Kusumi S, Watanabe T
Microscopy (Oxford, England) 2018年6月
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Koga D, Kusumi S, Watanabe T
第74回日本顕微鏡学会学術講演会(シンポジウム) 2018年
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Combination of a cryosectioning method and section scanning electron microscopy for immuno-scanning electron microscopy. 査読
Kusumi S, Koga D, Watanabe T, Shibata M
Biomedical research (Tokyo, Japan) 39 ( 1 ) 21 - 25 2018年
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Novel scanning electron microscopy methods for analyzing the 3D structure of the Golgi apparatus 招待 査読
Daisuke Koga, Tatsuo Ushiki, Tsuyoshi Watanabe
ANATOMICAL SCIENCE INTERNATIONAL 92 ( 1 ) 37 - 49 2017年1月
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Integrative method for three-dimensional imaging of the entire Golgi apparatus by combining thiamine pyrophosphatase cytochemistry and array tomography using backscattered electron-mode scanning electron microscopy 査読
Daisuke Koga, Satoshi Kusumi, Tatsuo Ushiki, Tsuyoshi Watanabe
BIOMEDICAL RESEARCH-TOKYO 38 ( 5 ) 285 - 296 2017年
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Changes in the three-dimensional ultrastructure of membranous organelles in male rat pituitary gonadotropes after castration 査読
Daisuke Koga, Hiroki Bochimoto, Satoshi Kusumi, Tatsuo Ushiki, Tsuyoshi Watanabe
BIOMEDICAL RESEARCH-TOKYO 38 ( 1 ) 1 - 18 2017年
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Current State of and Problems Related to Cancer of the Intestinal Tract Associated with Crohn's Disease in Japan. 査読
Higashi D, Katsuno H, Kimura H, Takahashi K, Ikeuchi H, Kono T, Nezu R, Hatakeyama K, Kameyama H, Sasaki I, Fukushima K, Watanabe K, Kusunoki M, Araki T, Maeda K, Kameoka S, Itabashi M, Nakao S, Maeda K, Ohge H, Watadani Y, Watanabe T, Sunami E, Hotokezaka M, Sugita A, Funayama Y, Futami K
Anticancer research 36 ( 7 ) 3761 - 3766 2016年7月
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Koga D, Bochimoto H, Watanabe T, Ushiki T
Journal of microscopy 263 ( 1 ) 87 - 96 2016年
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Correlative Light and Scanning Electron Microscopy for Observing the Three-Dimensional Ultrastructure of Membranous Cell Organelles in Relation to their Molecular Components. 査読
Koga D, Kusumi S, Bochimoto H, Watanabe T, Ushiki T
The journal of histochemistry and cytochemistry : official journal of the Histochemistry Society 2015年9月
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Bochimoto H, Koga D, Sakai Y, Hira Y, Hosaka M, Ushiki T, Watanabe T
Archives of Histology and Cytology 74 ( 1 ) 41 - 57 2013年
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Immunocytochemical localization of prohormone convertases PC1/PC3 and PC2 in rat pancreatic islets 査読
S Tanaka, S Kurabuchi, H Mochida, T Kato, S Takahashi, T Watanabe, K Nakayama
ARCHIVES OF HISTOLOGY AND CYTOLOGY 59 ( 3 ) 261 - 271 1996年8月
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Uchiyama Y, Waguri S, Sato N, Watanabe T, Ishido K, Kominami E
Acta Histochemica et Cytochemica 27 ( 4 ) 287 - 308 1994年
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Immunocytochemical localization of angiotensinogen and cathepsins B, H, and L in rat hepatocytes, with special reference to degradation of angiotensinogen in lysosomes after colchicine. 査読
Watanabe T, Waguri S, Watanabe M, Ishii Y, Kominami E, Uchiyama Y
The journal of histochemistry and cytochemistry : official journal of the Histochemistry Society 37 1899 - 1911 1989年12月
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AN IMMUNOCYTOCHEMICAL STUDY ON CO-LOCALIZATION OF CATHEPSIN-B AND ATRIAL NATRIURETIC PEPTIDES IN SECRETORY GRANULES OF ATRIAL MYOENDOCRINE CELLS OF RAT-HEART 査読
T WATANABE, M WATANABE, Y ISHII, H MATSUBA, S KIMURA, T FUJITA, E KOMINAMI, N KATUNUMA, Y UCHIYAMA
JOURNAL OF HISTOCHEMISTRY & CYTOCHEMISTRY 37 ( 3 ) 347 - 351 1989年3月
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Quantitative analyses of atrial myoendocrine cells and plasma atrial natriuretic peptides (ANP) of the rat with special reference to the twenty-four-hour variations in secretory granules and plasma ANP concentrations. 査読
Watanabe T, Uchiyama Y
Cell and tissue research 254 133 - 137 1988年10月
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Correlation of 24-hour fluctuations in renin granules of juxtaglomerular cells and in renin and angiotensinogen in blood plasma of the rat. 査読
Watanabe T, Matsuba H, Uchiyama Y
Cell and tissue research 254 593 - 598 1988年
MISC
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内分泌細胞における分泌顆粒形成機構 招待
渡部 剛, 阪井 裕子, 平 義樹, 暮地本 宙己, 穂坂 正博
顕微鏡 43 ( 1 ) 29 - 34 2008年
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細胞内においてクロモグラニンAと結合する蛋白質の同定と解析
穂坂 正博, 渡部 剛, 内山 安男, 竹内 利行
日本細胞生物学会大会講演要旨集 54回 96 - 96 2001年5月
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神経性セロイド様リポフスチン蓄積症(NCL)のモデル動物としてのカテプシンD欠損マウス
小池 正人, 中西 博, Saftig Paul, 井佐原 京子, 大澤 良之, 渡部 剛, 和栗 聡, 亀高 諭, 山本 健二, 木南 英紀
解剖学雑誌 75 ( 1 ) 117 - 117 2000年2月
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培養内分泌細胞におけるGreen Fluorescent Protein(GFP)標識グラニン蛋白の動態
渡部 剛, 和栗 聡, 内山 安男
解剖学雑誌 75 ( 1 ) 156 - 156 2000年2月
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Green Fluorescent Protein(GFP)標識グラニン蛋白を発現させた培養内分泌細胞における分泌顆粒形成・放出過程の解析
渡部 剛, 和栗 聡, 内山 安男
日本細胞生物学会大会講演要旨集 52回 45 - 45 1999年8月
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PC12細胞のアポトーシスにおけるリソゾームカテプシン群の役割
井佐原 京子, 大澤 良之, 柴田 昌宏, 金森 市朗, 渡部 剛, 後藤 隆洋, 内山 安男
神経化学 37 ( 3 ) 368 - 368 1998年9月
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Bcl-2の抗アポトーシス作用発現とミトコンドリア内膜への局在
金森 市朗, 後藤 隆洋, 柴田 昌宏, 井佐原 京子, 大沢 良之, 佐藤 昇, 渡部 剛, 内山 安男
神経化学 37 ( 3 ) 370 - 370 1998年9月
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ラット下垂体前葉Gonadotropeにおけるホルモン及びグラニン蛋白群の発現と分泌顆粒形成との関係について
渡部 剛, 内山 安男
解剖学雑誌 73 ( 4 ) 410 - 410 1998年8月
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細胞内物質輸送と分泌 Doc2と細胞質ダイニンの軽鎖Tctex-1の相互作用とその機能解析
永野 史子, 織田 聡, 阪口 岳, 前田 美幾, 渡部 剛, 内山 安男, 佐々木 卓也, 高井 義美
生化学 70 ( 8 ) 785 - 785 1998年8月
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Bcl-2蛋白のミトコンドリア内膜への局在
後藤 隆洋, 大沢 良之, 渡部 剛, 内山 安男
解剖学雑誌 73 ( 4 ) 380 - 380 1998年8月
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GH4C1細胞におけるマンノース6-リン酸レセプターに依存したリソソーム酵素の選別輸送について
甲村 真理, 金森 市朗, 和栗 聡, 渡部 剛, 内山 安男
解剖学雑誌 73 ( 4 ) 394 - 394 1998年8月
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カチオン依存性マンノース6リン酸レセプター遺伝子導入細胞のアポトーシス
金森 市朗, 甲村 真理, 井佐原 京子, 渡部 剛, 内山 安男
解剖学雑誌 73 ( 4 ) 394 - 394 1998年8月
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ジンピーマウスにおける軸索ニューロフィラメント
後藤 隆洋, 大沢 良之, 渡部 剛, 内山 安男
解剖学雑誌 73 ( 4 ) 432 - 432 1998年8月
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〔心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)〕ANPの分泌機構の日周リズム
内山 安男, 渡部 剛
最新医学 43 ( 1 ) 27 - 31 1988年1月
講演・口頭発表等
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ゴルジ装置の大局的構造と分泌動線から見た分泌細胞の類型化の試み
渡部剛, 暮地本宙己, 甲賀大輔
日本解剖学会総会・全国学術集会講演プログラム・抄録集 2016年
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内分泌顆粒形成におけるグラニン蛋白と脂質ラフトの役割 招待
渡部 剛
第20回日本下垂体研究会（Brain-Pituitary 2005）・シンポジウム「視床下部ー下垂体系の形態学研究の最近のトピックス」 2005年7月
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Overall Shape of the Golgi Apparatus and Intracellular Organization of Secretory Cells: The Significance of the Spherical Golgi in the Pituitary Gonadotropes 招待 国際会議
渡部 剛
Gordon Research Conference: Protein Processing, Trafficking & Secretion 2014年7月
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哺乳動物の内分泌細胞におけるゴルジ装置の構築と分泌経路の特徴 招待
渡部 剛
日本顕微鏡学会 第53回シンポジウム 生物系セッション「電子顕微鏡の多様な生物応用」 2009年10月
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内分泌細胞における分泌顆粒形成とそれに係わるグラニン蛋白と脂質ラフトの役割 招待
渡部 剛
第81回日本内分泌学会学術総会・シンポジウム「分泌現象と生体膜、そしてその可視化」 2008年5月
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神経・内分泌細胞における分泌蛋白の動線の再考 -ゴルジ装置の極性が示すもの- 招待
渡部 剛
NPO法人綜合画像研究支援・第3回可視化技術ワークショップ「ゴルジ装置と物質輸送のイメージング」 2006年11月
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下垂体前葉におけるゴルジ装置構築の多様性:微小管構築との関連性に着目して
渡部剛, 暮地本宙己
日本解剖学会総会・全国学術集会講演プログラム・抄録集 2013年
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AtT‐20細胞におけるセクレトグラニンIII(SgIII)の発現抑制はトランスゴルジネットワーク(TGN)の空胞化と調節性分泌の部分的障害を誘起する。
渡部剛, 暮地本宙己, 穂坂正博
解剖学雑誌 2012年3月 (一社)日本解剖学会
共同研究・競争的資金等の研究課題
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余剰分泌顆粒のゆくえ：GnRH誘導体を活用した新規クリノファジー解析実験系の構築
研究課題/領域番号：17K08505 2017年4月 - 2020年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C) 基盤研究(C)
渡部 剛
配分額：4,810,000円 （ 直接経費：3,700,000円 、 間接経費：1,110,000円 ）
陳旧化した内分泌細胞の分泌顆粒は細胞内でクリノファジーという過程により分解処理されると考えられているが、これまで適切な解析実験系がなく詳細については不明の点が多い。そこで本研究では、下垂体前葉の性腺刺激ホルモン（LH/FSH）産生細胞に対するGnRHアゴニストとアンタゴニストの作用の差に着目して、細胞内で陳旧化した余剰の分泌顆粒の特徴や運命を明らかにしようとしている。
2017年度までに、GnRHアゴニストあるいはアンタゴニストの徐放性製剤を投与した雄ラットから生化学的解析と形態学的解析のための下垂体組織標本を様々な時間経過で系統的に作成した。また、LHとFSHの標的臓器である精巣組織の変化を形態学的に解析することで、この実験系の妥当性を評価した。その結果、血漿LH濃度については、GnRHアゴニスト投与群とアンタゴニスト投与群の両者とも予測どおりの経時的推移を示し、動物実験モデルの妥当性が実証された。一方、精巣重量はLH濃度の推移と呼応して減少するものの、曲精細管上皮の組織像はGnRHアゴニスト投与群とアンタゴニスト投与群で大きく異なる変化を示した。
そこで2018年度には、KOH消化で膠原線維を除去した精巣標本を走査型電子顕微鏡で観察し、GnRH誘導体持続投与時の曲精細管上皮の立体微細構造の経時的変化を解析した。その結果、GnRHアゴニスト投与群では、投与開始直後にセルトリ細胞間の接着が緩み未熟精子細胞が曲精細管上皮から大量に剥落することを見出した。一方、GnRHアンタゴニスト投与群では時間経過とともにセルトリ細胞の丈が低くなり、徐々に精子細胞が上皮から脱落することを明らかにした。以上の曲精細管上皮に対するGnRH誘導体持続投与の影響の差異に関しては、各実験群の血漿LH濃度の経時的変化のデータと併せて、研究成果欄に記載した原著論文（2）として発表・報告した。 -
分泌細胞における細胞極性の再定義：ゴルジ装置の大局的構造を新たな指標として
研究課題/領域番号：26460263 2014年4月 - 2017年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C) 基盤研究(C)
渡部 剛, 穂坂 正博, 暮地本 宙己
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：4,940,000円 （ 直接経費：3,800,000円 、 間接経費：1,140,000円 ）
本研究では、免疫組織化学および電子顕微鏡観察により、甲状腺濾胞上皮細胞を中心として様々な分泌細胞におけるゴルジ装置と微小管の大局的構築を組織・細胞横断的に解析し、その特徴から分泌細胞の類型化に関する新たな仮説を確立した。すなわち、分泌細胞の細胞極性や分泌動線とゴルジ装置の大局的構造との間には明確な関係性が存在し、その特徴を決定付ける主要因は細胞内で微小管の起点となる中心小体と細胞核との位置関係にあることが、本研究の観察で示唆された。
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下垂体前葉の内分泌細胞の特性を活用したゴルジ装置の構築維持機構の解析
研究課題/領域番号：22590185 2010年 - 2012年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C) 基盤研究(C)
渡部 剛, 穂坂 正博
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：4,550,000円 （ 直接経費：3,500,000円 、 間接経費：1,050,000円 ）
本研究では下垂体前葉の内分泌細胞におけるゴルジ装置と微小管の大局的構築を免疫組織化学および電子顕微鏡観察により解析し、典型的な内分泌細胞である性腺刺激ホルモン産生細胞では、ゴルジ装置が球状で微小管はその内側に位置する中心小体から等方性に細胞周辺部に伸びることを明らかにした。この空間対称性の高いゴルジ装置と微小管の構築は内分泌細胞の細胞極性の乏しさを反映しているものと思われた。
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LHRH誘導体が性腺刺激ホルモン産生細胞の微細構造に与える影響
研究課題/領域番号：18590177 2006年 - 2008年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C) 基盤研究(C)
渡部 剛, 阪井 裕子, 穂坂 正博
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：4,160,000円 （ 直接経費：3,500,000円 、 間接経費：660,000円 ）
前立腺癌等に対するホルモン治療薬として実用化されているLHRH誘導体のうち、本研究では、代表的なLHRHアゴニストであるleuprorelinの持続投与で生じる性腺刺激ホルモン産生細胞の微細構造の経時的変化を解析した。その結果、同剤投与開始直後に発揮される強力な分泌促進作用と慢性効果であるLHRH受容体の不応化誘導の相乗作用で、同細胞からのゴナドトロピン分泌が強力かつ効率的に抑制されることが明らかになった。
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内分泌顆粒膜上の脂質ラフト様構造は分泌蛋白の選別輸送にどのように寄与しているか
研究課題/領域番号：17590144 2005年 - 2007年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C) 基盤研究(C)
阪井 裕子, 渡部 剛
担当区分：連携研究者 資金種別：競争的資金
配分額：3,830,000円 （ 直接経費：3,500,000円 、 間接経費：330,000円 ）
「脂質ラフト(lipid rafts)」と総称されるコレステロールや糖スフィンゴ脂質に富む生体膜上の微小領域は、細胞膜や細胞内膜系で代謝や情報伝達に関わる様々な分子の足場として重要な役割を果たしている。本研究では、代表的な内分泌組織である下垂体における脂質ラフト様構造の分布・局在とその生理的役割について解析した。その結果、下垂体前葉の成長ホルモン産生細胞の分泌顆粒膜にコレステロールやGM1ガングリオシドに富む脂質ラフト様構造が特異的に集積し、さらに、この脂質ラフト様構造がGHRH静脈内投与による分泌刺激によって分泌顆粒膜から細胞膜表面へと移行することを発見した。これらの所見は、細胞種によって構成脂質の多様性は認められるものの、一般に内分泌顆粒膜が脂質ラフト様の膜ドメインに富んでいることを示している。そこで、これまでの我々や他の研究グループからの報告でコレステロールと特異的に結合することが示されているセクレトグラニンlll(Sglll)とカルボキシペプチダーゼE(CPE)に注目して、この脂質ラフト様の膜微小領域が分泌顆粒への選別輸送に果たす役割を解析した。電顕免疫組織化学法では両蛋白とも様々な内分泌細胞の分泌顆粒膜直下に近接して局在しており、免疫沈降法による解析でも両蛋白間に特異的な結合活性が認められたことから、両蛋白は顆粒膜上の脂質ラフト様構造上で一種の複合体を形成して、それぞれの蛋白に結合するCgAやペプチドホルモンなどの凝集塊を効率よく分泌顆粒内に保持する役割を担っていることが示唆された。ただし、CPEを欠損するミュータントマウスでもSglllは正しく分泌顆粒に輸送され、ACTHなどのホルモンも顆粒内に保持されることから、脂質ラフト様構造上に形成されるSglll依存性とCPE依存性の各選別輸送機構は、片方が欠損しても他が補う一種の補償機構として機能する可能性が示唆された。
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DNAマイクロアレイを用いた性腺刺激ホルモン分泌に関わる遺伝子群の同定と機能解析
研究課題/領域番号：15590152 2003年 - 2005年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C) 基盤研究(C)
渡部 剛
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：3,800,000円 （ 直接経費：3,800,000円 ）
下垂体前葉の性腺刺激ホルモン産生細胞は、黄体化ホルモン(LH)と卵胞刺激ホルモン(FSH)という2種類の性腺刺激ホルモンを血中に分泌する。本研究ではこの2種類の性腺刺激ホルモンの分泌制御機構を明らかにする目的で、去勢手術と雌雄の性ステロイド持続投与を組み合わせた処置を施した8群の雌雄のラット(各群30匹、計240匹)の下垂体組織における遺伝子発現の変化を、DNAマイクロアレイを用いて包括的に解析した。この解析結果から性腺刺激ホルモン産生細胞で特別な役割を担っている可能性のある遺伝子を絞り込む戦略としては、明瞭な雌雄差のある遺伝子に注目した。
その結果、検討したラット11,505遺伝子のうち、下垂体では112遺伝子(0.97%)で遺伝子発現に有意な雌雄差が認められた。さらに、雌雄の去勢ラットにエストラジオール(E2)あるいはテストステロン(T)を2週間持続投与し、同様に遺伝子発現変化を解析したところ、下垂体では上記112遺伝子のうち84遺伝子(75.0%)がE2持続投与で、20遺伝子(17.9%)がT持続投与で、雌雄差と合致する発現変化を示した。
以上の結果から、下垂体における遺伝子発現の雌雄差は、主として血中エストロゲン濃度の差異によって決定されることが示唆された。さらに、下垂体でE2持続投与の影響を受ける遺伝子は、E2で発現が上昇するものと、逆に抑制されるものの2種類に大別されるが、免疫組織化学法によってその遺伝子産物の下垂体前葉での局在を解析したところ、前者の多くはプロラクチン産生細胞で、後者の多くは性腺刺激ホルモン産生細胞で強く発現していた。そこで、今後は、今回の解析で同定された(1)下垂体における遺伝子発現で明瞭な雌雄差があり、かつ(2)エストロゲンにより発現が抑制される遺伝子に焦点を絞り、その性腺刺激ホルモン産生細胞における局在と生理機能を明らかにしていく予定である。 -
下垂体前葉の発生・分化の過程で分泌顆粒の多様性はどのように確立されるか
研究課題/領域番号：14570001 2002年 - 2004年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C) 基盤研究(C)
阪井 裕子, 渡部 剛
担当区分：連携研究者 資金種別：競争的資金
配分額：3,000,000円 （ 直接経費：3,000,000円 ）
下垂体前葉では少なくとも5種類の内分泌細胞が区別され、それぞれ微細構造および構成成分に関して特徴のある分泌顆粒を有する。本研究課題では、まずラット下垂体前葉の発生分化過程におけるグラニン蛋白群の発現パターンおよび細胞内局在の変化を解析し、平成14年度には、下垂体前葉のプロラクチン産生細胞(PRL細胞)と甲状腺刺激ホルモン産生細胞(TSH細胞)におけるグラニン蛋白群の発現パターンから、この2種類の細胞系列の確立に寄与しているPit-1などの転写調節因子が、グラニン蛋白群の発現調節を介して分泌顆粒の特徴の確立に関与している可能性を報告した(研究発表欄の雑誌論文(2)に発表。また、この研究過程で得られた関連する知見を論文(1)(3)(4)に発表)。さらに,平成15年度からは、下垂体前葉の性腺刺激ホルモン産生細胞の生後発達過程の解析を始め、生後3週までにいったん雌雄ともに同細胞内に出現したクロモグラニンAを含む大型分泌顆粒が、雌では性成熟が完了する生後6週までの間に消失することを発見した。この所見は,同細胞の微細構造が、加齢に伴う性ステロイドホルモン環境の雌雄差の確立過程に強く影響されることを示唆している。そこで,平成16年度には,この生後発達過程のさまざまな時点で下垂体組織からmRNAを抽出してDNAマイクロアレイを解析を行い,その結果得られた雌雄のラット下垂体における遺伝子発現の経時的変化と上述した微細構造上の変化との関連性を比較・検討した。現在この関連性を検証する追加実験を行っており,この両者の間の因果関係を明らかにできたところで論文としてまとめ発表する予定である。
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Yeast two hybnid法による分泌顆粒への蛋白選別輸送機構の解析
研究課題/領域番号：11670011 1999年 - 2001年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C) 基盤研究(C)
渡部 剛
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：3,600,000円 （ 直接経費：3,600,000円 ）
グラニン蛋白群と総称される一群の酸性分泌蛋白は内分泌細胞に特異的に発現し、分泌穎粒の形成やペプチドホルモンの選別輸送に関与することが示唆されている。本研究では、代表的なグラニン蛋白であるクロモグラニンA(CgA)に結合し、その分泌顆粒への選択的輸送に関係する分子をYeast two hybrid systemを用いて探索した。
その結果、CgAと結合する蛋白として、やはりグラニン蛋白群に属するセクレトグラニンIII(SgIII)が同定された。この両者間の相互作用の特異性に関しては、Yeast two hybrid systemおよびGST融合蛋白を利用した結合実験で確認され、CgAのアミノ酸残基48-111位とSgIIIのアミノ酸残基214-373位の領域が両者の結合に関与していることが明らかになった。さらに、この相互作用がトランスゴルジネットワーク(TGN)の内部環境を模した弱酸性・カルシウム存在下で増強することから、CgAとSgIIIの複合体形成が生理的な条件で起こることが示唆された。そこで、SgIIIに対する特異抗体を作成し、その細胞内局在を免疫組織化学法によって検討したところ、ラット下垂体前葉の性腺刺激ホルモン産生細胞などの内分泌細胞の分泌顆粒で両者が共存することが観察された。さらに、内分泌組織由来の培養細胞におけるCgAやSgIIIの様々な部分欠失変異体の細胞内局在や分泌動態の解析から、CgAが分泌顆粒に正しく輸送されるためには、このSgIIIとの複合体形成が必要不可欠であることも示された。
以上の結果から、内分泌細胞のTGNから分泌顆粒にかけての内腔側でふたつの異なるグラニン蛋白、CgAとSgIIIが、複合体を形成することが初めて示され、この複合体形成は分泌顆粒への蛋白選別輸送に重要な役割を果たしていることが示唆された。 -
性ステロイドホルモン投与実験動物モデルを用いた分泌顆粒形成機構の解析
研究課題/領域番号：09770009 1997年 - 1998年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 奨励研究(A) 奨励研究(A)
渡部 剛
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：2,200,000円 （ 直接経費：2,200,000円 ）
ラット下垂体前葉の性腺刺激ホルモン産生細胞における分泌顆粒の構成には明瞭な雌雄差が存在する。本研究課題では、この雌雄差を決定する分子機構及び同細胞における分泌顆粒形成機構を明らかにすることを目的として、雌雄の性ステロイドホルモン持続投与動物モデルを解析した。
まず平成9年度には、同細胞の分泌顆粒中の蛋白で、未だにその生理的役割が解明されていないグラニン蛋白群に注目して、これら蛋白の発現量および細胞内局在が性ステロイドホルモン持続投与によってどのような影響を受けるか、ノザンブロット法及び免疫組織化学法で検討した。
その結果、雌性ステロイドホルモンであるエストラジオールを持続投与すると、グラニン蛋白のうちクロモグラニンA(CgA)の下垂体における発現が強く抑制され、その結果、大型分泌顆粒が同細胞内から消失した。逆に、雄性ステロイドホルモンであるテストステロンを持続投与した場合には、CgAの発現が維持され、同細胞にCgA単独陽性の大型分泌顆粒が観察された。以上の実験結果は、CgAの発現が同細胞における大型分泌顆粒の維持に重要であり、さらにこのCgAの発現量は雌雄の性ステロイドホルモンによって対照的な制御を受けていることを示唆している。この実験結果は、同細胞で観察される微細構造上の雌雄差を分子レベルで良く説明するものと思われた(研究業績欄・論文(1)(2)(3))。
平成10年度からは、さらに、これらの性ステロイドホルモン持続投与動物で下垂体前葉で特異的に誘導あるいは抑制される他の蛋白遺伝子の同定を進めている。特にテストステロン投与によって同細胞には大型及び小型の2種類の分泌顆粒が出現し、グラニン蛋白のうちCgAは大型分泌顆粒に、セクレトグラニンII(SgII)は小型分泌顆粒に、それぞれ分かれて局在するようになるが、この選別輸送機構を維持する因子を現在探索中である。 -
研究課題/領域番号：08770014 1996年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 奨励研究(A) 奨励研究(A)
渡部 剛
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：1,200,000円 （ 直接経費：1,200,000円 ）
クロモグラニン・セクレトグラニン蛋白群(グラニン蛋白群)は、その生理的機能に関してはいまだ不明の点が多いが、内分泌細胞の分泌顆粒内に局在するという共通の性質を有している。本研究ではこの性質に着目して、特別なcofactorなしに緑色螢光を発する発光クラゲの細胞質中の蛋白、GFP(Green Fluorescent Protein、238アミノ酸残基)とグラニン蛋白との融合蛋白のcDNAを構築し、蛋白分泌性の内分泌組織由来の培養細胞株に導入して、「光る分泌顆粒」を持つ細胞の作製を試みた。
まず、この蛋白群に属する主要な3種類の蛋白、クロモグラニンA(CgA)、クロモグラニンB(CgB)、およびセクレトグラニンII(SgII)のカルボキシル末端にそれぞれGFPを融合させた蛋白のcDNAを構築し、ラット褐色細胞腫由来の培養細胞株PC12細胞に遺伝子導入法によって発現させた。融合蛋白の発現の程度はNorthern Blot法で確認し、内因性のグラニン蛋白に匹敵する発現量をもつクローンを単離することができた。この樹立された細胞クローンにおける融合蛋白の細胞内局在を抗GFP抗体による免疫染色で調べたところ、GFPをどのグラニン蛋白に融合させた場合でも、融合蛋白は内因性のグラニン蛋白と同様に分泌顆粒に局在していた。また免疫沈降法によって、融合蛋白が分泌刺激に応答して培地中に放出されることも確認された。ところが、生きたままのPC12細胞でGFPの発光が観察できないかどうか、螢光顕微鏡及びレーザー共焦点顕微鏡を用いて検討しているが、今までのところ成功していない。この原因として、分泌顆粒内のpHやカルシウム濃度などの微小環境が今回使用したGFPの発光に適切でない可能性が考えられたため、融合蛋白中のGFPを発光強度が高い改変型GFPに置換して、現在さらに検討を続けている。
なお、以上の研究成果の一部は、第102回解剖学会総会(1997年3月、愛知)で報告した。 -
遺伝子導入法を用いたクロモグラニン・セクレトグラニン蛋白群の機能解析
研究課題/領域番号：07770003 1995年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 奨励研究(A) 奨励研究(A)
渡部 剛
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：1,100,000円 （ 直接経費：1,100,000円 ）
申請者はこれまでに、内分泌細胞におけるクロモグラニン・セクレトグラニン蛋白群の局在に注目し、同蛋白群の生理的役割について検討してきた。この蛋白群に属する主要なものとしてクロモグラニンA(CgA)、クロモグラニンB(CgB)、およびセクレトグラニンII(SgII)の3種があり、いずれも様々な内分泌細胞の分泌顆粒内に蓄積され、分泌刺激に応答してホルモンとともに血中に放出される。しかしながら、これらの蛋白がどのようなメカニズムによって分泌顆粒に蓄積され、分泌刺激が到来するまで細胞内に保持されるのかについては、解明されていなかった。そこで今回の研究課題では、グラニン蛋白群のどの部分が分泌顆粒へのソーティングシグナルとなっているか、Epitope-tagging法を用いて検討した。
まず、グラニン蛋白群のcDNAにc-myc由来の既知エピトープを付加した後、ラット褐色細胞腫由来の培養細胞株PC12に導入した。その結果、グラニン蛋白群(CgA,CgB,SgII)にアミノ酸10残基からなるc-myc由来エピトープを付加しても、その分泌顆粒への局在性に関しては影響を受けず、内因性のグラニン蛋白と同様に分泌顆粒に輸送されることが確かめられた。
次に、このグラニン蛋白群分子のどの部分が分泌顆粒への局在に関与しているか、グラニン蛋白群のうちCgAに注目して様々な長さのCgAのdeletion mutantsを作製し、そのPC12細胞内での局在性について検討した。その結果、CgA全長448アミノ酸残基のうち、カルボキシル末端側408残基を欠失させたアミノ末端側40残基のみからなる部分のみでも正しく分泌顆粒に輸送されることから明らかになった。
さらに、このCgAアミノ末端側の40残基からなる部分に、本来細胞質に局在する蛋白であるGreen Fluorescent Protein(GFP、238アミノ酸残基)を融合し、この融合蛋白がPC12細胞内でどこに局在するか検討した。その結果、この融合蛋白は分泌顆粒内に局在するのが観察された。
以上の結果をまとめると、(1)CgA分子が分泌顆粒に蓄積されるためには、アミノ末端側の40残基からなる部分が必要であり、(2)本来細胞質に局在する蛋白であっても、このCgA分子アミノ末端側の40残基からなる部分が付加されれば、分泌顆粒内に局在が変更されるということが明らかにされた。これらの所見から、CgA分子アミノ末端側の40残基からなる部分は分泌顆粒への局在シグナルとして機能している可能性が強く示唆された。
以上の研究成果の一部は、第101回解剖学会総会(1996年4月、福岡)で報告した。 -
下垂体性腺刺激ホルモン産生細胞における蛋白分泌機構の雌雄差に関する研究
研究課題/領域番号：06770003 1994年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 奨励研究(A) 奨励研究(A)
渡部 剛
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：900,000円 （ 直接経費：900,000円 ）
申請者はこれまでに、下垂体性腺刺激ホルモン産生細胞におけるクロモグラニンA(CgA)とセクレトグラニンII(SgII)の局在に注目し、同細胞の分泌機構について解析してきた。今回の研究課題では、CgAとSgIIの細胞内局在をもとに、同細胞の蛋白分泌装置の雌雄差について検討した。
その結果、典型的な雄ラット性腺刺激ホルモン産生細胞では今までに報告してきたように、SgIIは小型分泌顆粒に、CgAは大型分泌顆粒にそれぞれ限局し、両蛋白は共存しない。これに対して、雌ラットの同細胞では、大部分の分泌顆粒は小型で、雄で頻繁に観察されるようなCgA単独陽性の大型(φ500nm以上)の分泌顆粒は認められず、一部のSgII陽性の小型分泌顆粒の周辺部にCgAが少量共存していた。そこで、このような分泌顆粒の雌雄差を決定しうる因子として性ステロイドホルモンの関与を考え、雌ラットにエストラジオール(E2)あるいはテストステロン(T)を持続的に投与し、同様の形態学的・免疫組織化学的解析を行った。その結果、E2投与群では小型の分泌顆粒のみが細胞内に蓄積されたのに対して、T投与群では小型の分泌顆粒に加えてCgA単独陽性の大型の分泌顆粒が出現し、雄ラットの典型的な性腺刺激ホルモン産生細胞様に変化した。
以上の所見から、雄ラットの下垂体性腺刺激ホルモン産生細胞では、大きさも電子密度も異なる別々の分泌顆粒にCgAがSgIIが分別されて蓄積されるのに対して、雌では、CgAがSgIIと一緒に小型分泌顆粒に蓄積されることが明らかにされた。さらに、性ステロイド投与実験から、このような分泌装置の雌雄差の決定には、TおよびE2が重要な役割を果たしていると考えられた。
以上の研究成果の一部は、第18回日本比較内分泌学会シンポジウム(1994年8月、前橋)および第100回解剖学会総会(1995年4月、東京)で報告した。 -
ラット下垂体性腺刺激ホルモン産生細胞における蛋白分泌経路の免疫組織科学的研究
研究課題/領域番号：05770003 1993年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 奨励研究(A) 奨励研究(A)
渡部 剛
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：900,000円 （ 直接経費：900,000円 ）
申請者はこれまで下垂体性腺刺激ホルモン産生細胞細胞より分泌される性腺刺激ホルモン以外の蛋白、クロモグラニンA(C_gA)とセクレトグラニンII(S_gII)の局在に注目し、同細胞の分泌機構について解析をしてきた。今回の研究課題では、LHRH静注あるいは去勢で雄ラットの同細胞を刺激した後、C_gAおよびS_gIIがどのような細胞内局在の変化を示すか、免疫組織化学的に検討した。
生理的条件下の性腺刺激ホルモン産生細胞では、S_gIIは小型分泌顆粒に、C_gAは大型分泌顆粒にそれぞれ限局し、両蛋白が共存する分泌顆粒はほとんど認められない。ところが、同細胞をLHRH静注で刺激したところ、静注30分後か2時間後まで、生理的条件下ではほとんど見られない第三のタイプの分泌顆粒が観察された。この顆粒は、電子密度の高い芯状の部分とそれを取り囲むやや電子密度の低い周囲部分からなり、C_gAはこの顆粒の周囲部分に、S_gIIは芯状部分にそれぞれ分離して局在していた。この中間型の分泌顆粒は、去勢手術1週間後にも頻繁に認められた。
以上の結果より刺激条件下の性腺刺激ホルモン産生細胞では、C_gAだけが局在する大型顆粒とS_Giiだけが局在する小型顆粒に加えて、両者が共存する中間型の分泌顆粒が出現することが示された。しかし、この場合でも、C_gAとS_gIIとは同一顆粒内で分離して凝集し、これからが分泌経路における蛋白の選別過程に関与する可能性が示唆された。
以上の研究成果の一部は、研究発表欄に記載の雑誌論文(1)および第98回解剖学会総会(1993年7月、札幌)、第46回日本細胞生物学会大会(1993年10月、前橋)で報告した。
今後は、本研究で得られた知見を推し進め、C_gAとS_gIIが分泌経路においてどのように他の蛋白の選別過程に関与するか、その生化学的背景も含めて検討していく予定である。
担当経験のある科目（授業）
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骨学実習
機関名：旭川医科大学医学部、筑波大学医学専門学群
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組織学実習
機関名：旭川医科大学医学部
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組織学
機関名：旭川医科大学医学部
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肉眼解剖学実習
機関名：大阪大学医学部、筑波大学医学専門学群