Photo-Biology

Photometabolism team (Kurihara Team)

光生物学研究室 栗原研
Photometabolism team (Kurihara Team)

メンバー

チーフ
栗原俊英
Toshihide Kurihara

メンバー: 鳥居秀成、池田真一、萩原由美、富田洋平、宮内真紀、堅田侑作、三輪幸裕、姜効炎、森紀和子、四倉絵里沙、國見洋光、伊吹麻里、杨丽珠、正田千穂、汪杨淞、有田陽子、石田文子、高橋桂子
共同研究者: 坪田欣也(東京医大)、山口剛史(東京歯科大)

Members: Hidemasa Torii, Shin-ichi Ikeda, Yumi Hagiwara, Maki Miyauchi, Yusaku Katada, Yukihiro Miwa,Xiaoyan Jiang, Kiwako Mori, Erisa Yotsukura, Hiromitsu Kunimi, Mari Ibuki, Chiho Shoda, Yoko Arita, Ayako Ishida, Keiko Takahashi
Adjunct members: Kinya Tsubota, Takefumi Yamaguchi

紹介ムービー

研究内容と目標 Research themes and objectives

  私たちは、慶應義塾大学総合医科学研究センター・リサーチパークにおける若手研究者独立研究プロジェクト(Type-J)「光入力が代謝や概日時計と病態生理に与える影響の解明とその臨床応用」採択に伴い、2015年4月に発足した新しい研究グループです。

 Laboratory of Photobiology has been launched by the adoption of the young researcher independent research project“Investigation and clinical application for the light input affecting metabolism, circadianclock, and pathophysiology”. The Kurihara team in the laboratory is working on the three main projects below.
1) Photometabolism in the retina as a photo-receiving organ. We are trying to establish new approaches to retinal diseases through the investigation of novel reagents regulating stress response factors including hypoxiainduciblefactors (HIFs).
2) Visual restoration utilizing optogenetics. We adapt a new technology, optogenetics, to visual restoration in degenerative retina.
3) Development and progress of myopia regulated by the light environment We are trying to reveal the mechanism of myopia development and progression in epidemiological and clinical studies and in vitro and in vivo experiments,and to establish new preventive and therapeutic approaches.
 We discuss the research progress combined with a journal club in our lab meeting every week divided to“photo-metabolism team”and“myopia team”. In 2016,we filed three patents from our lab, and established accompany named Restore Vision Co., Ltd. based on one of them. It is our goal in 2017 to publish all the results obtained by individual members as the third year since the lab was established.

光受容器である網膜の代謝応答

分子生物学の臨床応用が進み、診断・治療を行ううえで高度に発展を遂げた現在の眼科学においても、いまだ発症機序が不明あるいはアプローチが困難なことから治療方法が確立していない眼疾患がいくつか存在します。その中でも大きい割合を占めるのが網膜色素変性症・萎縮型加齢黄斑変性をはじめとする網膜変性疾患です。光受容を視覚応答に変換する網膜は、dark currentにより、生体内の中でも高度に代謝要求が高い組織として知られています。私たちはこれまで、網膜において低酸素誘導因子(HIF)が発生から病態生理にいたるまで重要な役割を担っていることを明らかにしてきました。本プロジェクトでは、HIFを含めたストレス応答因子を制御しうる新規化合物の探索から、これら疾患への初期から後期に至るまでの新たな介入方法の構築を目標とします。

光遺伝学を用いた視覚再生

網膜変性疾患では、治療が遅れ一度視細胞が失われれば視力は取り戻せません。また個々の疾患の原因は様々であっても、最終的な網膜変性の表現型は視細胞の欠失です。したがって、これまで分化した細胞や半導体チップ(人工網膜)を移植することでその機能を補う試みが行われてきました。近年、光遺伝学(オプトジェネティクス)の発展に伴い、特定の神経細胞に異所的に光活性化イオンチャンネルを発現させることで、細胞の神経活動を光刺激によってex vivo, in vivoで制御し、観察できるようになりました。本プロジェクトでは、この技術を応用することにより、残存した網膜内層の神経細胞を機能的に代替視細胞として利用し、失明した変性網膜の視覚機能を再生させることが本プロジェクトの目標です。

光環境と近視の発生・進行

これまでに行われた複数の疫学的調査から、屋外活動時間と近視進行が有意に逆相関していることが分かっています。本プロジェクトでは、実験動物モデルを用いた網羅的遺伝子解析から、光環境が近視進行に及ぼすメカニズムを分子レベルで明らかにし、予防的アプローチを構築することを目標とします。

【Original Articles】
Kurihara T, Westenskow PD, Gantner ML, Usui Y, Schultz A, Bravo S, Aguilar E, Wittgrove C, Friedlander MS, Paris LP, Chew E, Siuzdak G, Friedlander M
Hypoxia-induced metabolic stress in retinal pigment epithelial cells is sufficient to induce photoreceptor degeneration.
eLife. 10.7554/eLife.14319 Mar 2016
Usui Y, Westenskow PD, Kurihara T, Aguilar E, Sakimoto S, Paris LP, Wittgrove C, Feitelberg D, Friedlander MS, Moreno SK, Dorrell MI, Friedlander M.
Neurovascular crosstalk between interneurons and capillaries is required for vision.
J Clin Invest. 125(6)2335-2346 Jun 2015
Okabe K, Kobayashi S, Yamada T, Kurihara T, Tai-Nagara T, Miyamoto T, Mukouyama Y, Sato TN, Suda T, Ema M, Kubota Y
Neurons limit angiogenesis by titrating VEGF in retina
Cell. 159(3) 584-596 Oct 2014
Michael IP, Westenskow PD, Hacibekiroglu S, Cohen Greenwald A, Ballios BG, Kurihara T, Li Z, Warren CM, Zhang P, Aguilar E, Donaldson L, Marchetti V, Baba T, Hussein SM, Sung HK, Iruela-Arispe ML, Rini JM, van der Kooy D, Friedlander M, Nagy A
Local acting Sticky-trap inhibits vascular endothelial growth factor dependent pathological angiogenesis in the eye.
EMBO Mol Med. 6(5) 604-623 May 2014
Westenskow PD*, Kurihara T*, Aguilar E, Scheppke EL, Moreno SK, Marchetti V, Michael IP, Anand S, Nagy A, Cheresh D, Friedlander M (*Equally contributed)
Ras pathway inhibition prevents neovascularization by repressing endothelial cell sprouting
J Clin Invest.123(11) 4900-4908 Nov 2013
Kurihara T, Westenskow PD, Bravo S, Aguilar E, Friedlander M Targeted deletion of Vegfa in adult mice induces vision loss
J Clin Invest.122(11) 4213-4217 Nov 2012
Kurihara T, Westenskow PD, Krohne TU, Aguilar E, Johnson RS, Friedlander M Astrocyte pVHL and HIF-α isoforms are required for embryonic-to-adult vascular transition in the eye
J Cell Biol.195(4) 689-701 Nov 2011
Kubota S*, Kurihara T*, Ebinuma M, Kubota M, Yuki K, Sasaki M, Noda K, Ozawa Y, Oike Y, Ishida S, Tsubota K (*Equally contributed)
Resveratrol prevents light-induced retinal degeneration via suppressing activator protein-1 activation
Am J Pathol.177(4) 1725-1731 Oct 2010
Kurihara T, Kubota Y, Ozawa Y, Takubo K, Noda K, Simon MC, Johnson RS, Suematsu M, Tsubota K, Ishida S, Goda N, Suda T, Okano H
von Hippel-Lindau protein regulates transition from the fetal to the adult circulatory system in retina
Development. 137(9) 1563-1571 May 2010
Kurihara T, Ozawa Y, Nagai N, Shinoda K, Noda K, Imamura Y, Tsubota K, Okano H, Oike Y, Ishida S
Angiotensin II type 1 receptor signaling contributes to synaptophysin degradation and neuronal dysfunction in the diabetic retina
Diabetes.57(8) 2191-2198 Aug 2008

【Review Articles】
栗原俊英
眼科 57(8) 1027-1036 2015年7月
低酸素に制御される網膜 ―発生から病態生理まで―
栗原俊英
眼科 57(2) 127-132 2015年2月
第一次硝子体過形成遺残(PHPV)(特集 発生学からみた眼の先天奇形)
栗原俊英
眼科 55(7) 787-793 2013年7月
青色光により網膜障害が起こりうる生物学的根拠
Kurihara T, Westenskow PD, Friedlander M
Hypoxia-Inducible Factor (HIF)/Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) Signaling in the Retina
Adv Exp Med Biol. 801 275-281 2014
Kurihara T, Westenskow PD, Aguilar E, Friedlander M
VEGF antagonism and age-related macular degeneration: too much of a good thing?
Expert Rev Ophthalmol. 8(2) 103-105 Apr 2013
Kurihara T, Ozawa Y, Ishida S, Okano H, Tsubota K
Renin-angiotensin system hyperactivation can induce inflammation and retinal neural dysfunction
Int J Inflam. 2012581695 Mar 2012
栗原俊英, 石田 晋
あたらしい眼科 25(9) 1261-1263 2008年9月
虚血性網膜疾患における低酸素誘導因子(HIF)の役割
栗原俊英, 石田 晋
あたらしい眼科 25(7) 981-982 2008年7月
AREDS解説
栗原俊英, 石田 晋
アンチ・エイジング医学 3(4) 426-430 2007年11月
加齢黄斑変性に対するサプリメントのエビデンス (特集 エビデンスサプリ)

 
  1. Photo-Biology

    光生物学研究室

  2. Photometabolism team (Kurihara Team)

    光代謝研究チーム (栗原チーム)

  3. Circadian Clock System Team (Hatori Team)

    時間生物学研究チーム (羽鳥チーム)

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