Applied Protein Chemistry Laboratory Information for Students 応用蛋白質化学lab 分属資料

「Understanding Dynamic Cell-ECM Communications in Health and Disease」

The extracellular matrix (ECM), which surrounds cells, is not merely a structural scaffold for tissues. It interacts dynamically with cells to precisely regulate their proliferation, differentiation, and migration, thereby playing essential roles in maintaining tissue homeostasis and in a wide range of biological processes. Disruption of this communication contributes to the onset and progression of many diseases; however, the underlying molecular mechanisms remain incompletely understood. In recent years, it has become clear that the ECM, previously considered static, is in fact dynamically regulated.
In our laboratory, we focus on proteases that regulate cell surface receptors and ECM components through degradation and processing, as well as endocytosis, which governs the uptake and recycling of extracellular molecules. Through these approaches, we aim to elucidate the dynamic communication mechanisms between cells and the ECM that have not yet been fully understood.
Through collaborative research both within Japan and internationally, we employ a multidisciplinary approach integrating biochemistry, cell biology, proteomics, genetically modified mouse models, imaging of intracellular molecular trafficking, and patient-derived clinical samples. Our goal is to achieve a comprehensive understanding at the molecular, cellular, and organismal levels, ultimately contributing to the elucidation of tissue homeostasis and its dysregulation, and translating these findings into medical and industrial applications for both humans and animals.

<Current Research Topics>
・Molecular mechanisms of tissue homeostasis in cartilage and tissue destruction in osteoarthritis, and their therapeutic applications
・Molecular mechanisms of abnormal collagen accumulation in tissue fibrosis, and therapeutic applications
・Molecular mechanisms underlying tissue homeostasis in the gastrointestinal system
・Molecular mechanisms of skin aging and cosmetic biology, and evaluation of functional molecules
・Molecular mechanisms of hyaluronan metabolism
・Molecular mechanisms of cellular mechanotransduction
・Therapeutic applications of engineered proteases and endocytic receptors
・Mechanisms of action and applications of functional nucleic acid molecules
・Additional collaborative research projects in various areas

<About our lab>
Our laboratory is guided by the principle:
“Respect others, aim high, stay organised, and communicate as a team.”
We value mutual respect among lab members, encourage striving for excellence in individual research, emphasize organization and discipline, and prioritize effective teamwork and communication. Under this philosophy, we aim to conduct world-class research in an optimal research environment.
We actively engage in interdisciplinary and international collaborations and provide numerous opportunities for conference presentations. Therefore, we welcome students who are proactive, open to new challenges, and willing to communicate in English without hesitation. We encourage applications from highly motivated students—both Master’s and PhD candidates—who aspire to pursue a fulfilling research experience.

<Academic Societies>
・Japanese Society for Matrix Biology and Medicine
・Japanese Society of Proteases in Pathophysiology
・Japanese Society of Cartilage Metabolism
・British Society for Matrix Biology
・Osteoarthritis Research Society International

日本語版

細胞を取り囲む環境である細胞外マトリックス（ECM）は、単なる組織構造の支持体ではなく、細胞と相互作用してその増殖・分化・移動を精密に制御し、組織恒常性の維持や多様な生物学的プロセスに重要な役割を果たしています。こうしたコミュニケーションの破綻は多くの疾患の発症・進行に関与しますが、その分子機構には未解明な点が多いです。近年、一見静的に見えるECMが実際にはダイナミックに制御されておることがわかってきました。

私たちの研究室では、細胞受容体やECMを分解・プロセシングによって制御するプロテアーゼと、細胞外分子の取り込みと再放出を担うエンドサイトーシスに着目し、これまで十分に理解されてこなかった細胞―ECM間の動的コミュニケーション機構の解明を目指しています。国内外の共同研究を通じて、生化学・細胞生物学的解析、プロテオミクス、遺伝子改変マウス、細胞内分子輸送のイメージング、患者由来臨床検体などを統合した多角的アプローチを展開し、分子・細胞・個体レベルでの包括的理解を進めています。ゴールは、組織恒常性の維持とその破綻の分子機構を解明し、人と動物の医療や産業への応用につなげることです。

＜現在進行中の研究テーマ＞

・軟骨組織恒常性や変形性関節症における組織破壊の分子機序の解明や治療応用

・組織線維症におけるコラーゲン異常蓄積の分子機序の解明や治療応用

・消化器官の組織恒常性における分子機序の解明

・皮膚の美容と老化における分子機序の解明や機能性分子の評価

・ヒアルロン酸代謝の分子機序の解明

・細胞の機械刺激における分子機序の解明

・人工改造プロテアーゼやエンドサイトーシス受容体の治療応用

・核酸機能性分子の作用機序や応用性の検討

・他にも共同研究ベースで色々やっています。

＜ラボの方針＞

本研究室では、“Respect others, aim high, stay organised, and communicate as a team.” を理念として掲げています。互いの研究を尊重しながら、自身の研究において高みを目指し、整理整頓を徹底するとともに、チームとして円滑なコミュニケーションを重視しています。こうした姿勢のもと、世界トップレベルの研究を、最良の研究環境で遂行することを目指しています。

また、国内外および異分野との共同研究が活発に行われており、学会発表の機会も豊富です。そのため、英語でのコミュニケーションや新たな挑戦、学会発表に対して臆することなく、主体的に取り組める学生を歓迎します。修士・博士を問わず、充実した研究生活を送りたいという強い意欲を持つ学生の応募をお待ちしています。

＜所属学会＞

日本結合組織学会

日本病態プロテアーゼ学会

日本軟骨代謝学会

英国マトリックスバイオロジー学会

国際変形性関節症学会