脳の病気は、なぜ生まれたのか。

進化的な起源と、原因分子の本来の働きに立脚した病態の根本理解。細胞・魚・マウス、進化学的手法、脳研究所のブレインバンク、そして20〜50年後のAIにはできない研究手法を融合し、脳疾患と老化に挑みます。

次の発見を、あなたの研究に。

青色蛍光で可視化した神経細胞の顕微鏡像
顕微鏡像。神経細胞の蛍光観察。
クリーンベンチでの細胞培養作業
実験の様子。培養室のクリーンベンチでの作業。
脳病態解析分野のメンバー
研究室の集合写真。
小脳領域の神経活動記録。遊泳時の活動と回路の対応。
神経活動記録。小脳回路。

脳疾患というと非常に複雑でヒト特有のものと考えられるかもしれません。しかし様々な生き物がヒトと同様の脳疾患に自然経過や老化の過程で罹患します。例えば私たちの研究室ではアフリカメダカが老化の過程でパーキンソン病に非常に酷似した病態を呈することを明らかにし、そのことからヒト脳疾患の新たな病態解明に繋がる知見を多数得ています。様々な動物の認知症も時折ニュースや論文レベルで散見されます。さらにパーキンソン病の原因分子であるαシヌクレインは魚類から登場する分子であり、アルツハイマー病の原因分子であるアミロイド前駆タンパク質は進化の過程で魚や昆虫にも存在します。

ここから先を、一緒に考える。

神経変性

問い 脳疾患の原因となる分子は、細胞の中でどのような生理機能を担っているのか。

次に問いたいこと 脳の病気を起こす分子は、もともと細胞を守るためにある。では、なぜ守りきれなくなるのか。

老化

問い 老いることと病むことの境目はどこにあるのか。

次に問いたいこと 老化を止めずに、病気だけを止めることはできるのか。そもそもなぜ老化するのか。

発達障害

問い 神経や精神の発達障害は、遺伝子と環境でどう変わるのか。

次に問いたいこと 運動の中枢とされてきた小脳は、社会性や心にどう関わっているのか。より良い社会とはどんな社会か。

進化

問い 脳疾患や発達障害あるいは老化の進化的な起源は何か。

次に問いたいこと 病気の原因となる分子を、生物はなぜ何億年も手放さなかったのか。障がいが今の今まで存在する、そのわけは何か。

研究について相談する

テーマは、研究室の基盤と本人の関心・強みを出発点に、議論しながら具体化します。最初の計画をなぞるだけでなく、得られた結果から問いを育て、自分の研究へ発展させることを重視します。

細胞質mtDNAとリソソーム、IFI16を示す解説図

細胞質のミトコンドリアDNAが神経変性を起こす

パーキンソン病モデルでmtDNAが細胞質に漏れ、IFI16を介して細胞死と神経変性を誘導する。

ミトコンドリアDNAの細胞質への漏出が、パーキンソン病の神経変性の重要な原因となる可能性。

Matsui et al., Nat. Commun., 2021 · プレスリリース

Matsui et al., Cell Rep. 2019 と PNAS 2023 の論文ページと、アフリカメダカの加齢関連研究の図

加齢だけでパーキンソン病様になる魚

アフリカメダカは加齢のみでドーパミン神経変性とαシヌクレイン蓄積を呈する。T64リン酸化が毒性に関わる。

孤発性に近い加齢依存の病態を、短命脊椎動物で追える。

Matsui et al., Cell Rep., 2019; PNAS, 2023 · プレスリリース

脳研プレスリリース図。馴染みのある環境と忌避環境での社会性、網膜からの情報処理。

同じ遺伝子変異でも、環境で社会行動が変わる

ube3a変異ゼブラフィッシュから

ube3a変異ゼブラフィッシュは新規の不安環境で社会性が落ち、馴染みの環境では改善する。

ASD様の社会性変化が魚にもあり、感覚と環境で修飾される。

Dougnon and Matsui, Mol. Psychiatry, 2025 · プレスリリース

若手の研究と、その先

若手教員の研究|2022年に助教として着任、2026年に准教授

環境と社会行動、そしてAPPの本来の働きを探る

何を問うたか 環境は社会性をどう変えるのか。APPは本来、神経細胞で何をしているのか。

担った仕事 ube3a変異ゼブラフィッシュで、社会性が環境によって変わることを示しました。APPが核由来廃棄物を排出して細胞を守ることを示した研究室の論文でも、筆頭著者を務めました。

その後 2026年9月、准教授に昇進しました。

筆頭著者論文:Mol. Psychiatry 2025 · PNAS 2026

Godfried Dougnon

大学院生(博士課程)の研究

自ら組み立てた研究を博士論文に。その先は米国での研究へ。

何を問うたか 細胞内の輸送と品質管理は、神経変性にどう関わるのか。

担った仕事 最初のプロジェクトがうまく進まなかったため、自分で別のプロジェクトを考えました。OptineurinがTBK1によってリン酸化されるとゴルジ体の断片化が進むことを示し、博士論文にまとめました。

その後 2026年9月に博士課程を修了し、米国ジョンズ・ホプキンス大学(Dr. Sawa)でポスドクを始めます。

筆頭著者論文:Biochem. Biophys. Res. Commun. 2025

Md. Nazmul Islam · ニュース

臨床医の博士論文

  • 古寺 一樹 小児科医。GPATCH4が核小体の形態維持に関わり、その機能不全が細胞の生存を損なうことを示しました。 筆頭著者論文:Biochem. Biophys. Res. Commun. 2024
  • 入月 浩美 小児科医。Atp13a2欠損ゼブラフィッシュで、ドーパミン神経の変性と細胞内輸送の障害を示しました。現在は新潟大学ゲノム医療部遺伝医療センター助教。 筆頭著者論文:IBRO Rep. 2020

ここで研究する

研究経験や完成した研究計画は必須ではありません。求めるのは、教わった手順の目的を理解し、結果を吟味し、次に何を調べるべきかを自ら考える力です。研究室見学も歓迎します。

メンバーの出身学部(24人。学部生は在籍学部)
  • 理学(生物学・物理学など)9
  • 医学9
  • 薬学2
  • 獣医学2
  • 歯学1
  • 保健・医療技術1

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研究領域

青色蛍光で可視化した神経細胞の顕微鏡像

神経変性

核由来廃棄物とmtDNA漏出。APP、αシヌクレイン、リソソーム。アルツハイマー病、パーキンソン病、ALSを含む神経難病を研究しています。

系統樹にもとづくイラストと、アフリカメダカ(ターコイズキリフィッシュ)

老化・進化

アフリカメダカの加齢関連疾患。αシヌクレインは魚類から登場し、アミロイド前駆タンパク質は魚や昆虫にも存在する。

脳研プレスリリース図。馴染みのある環境と忌避環境での社会性、網膜からの情報処理。

発達障害

自閉症やADHDなど、神経や精神の発達障害。UBE3Aと環境による社会性、小脳地図。

三つの領域をつなぐ考え方は研究概要へ

研究室の核

難病を克服する

脳疾患の本質を明らかにし、克服すべき脳疾患に対する研究成果は産学連携・創薬研究・予防医学などに発展させ、治療と人々の健康長寿に貢献する。

障がいを支え合う

共存すべき障がいや老化とは、どのように共生していくかを積極的に提案する。

科学の歴史を刻む

アイデアを論文にまで実行する。不治の病を解決する。教科書を書き換える。

人と研究環境

メンバー全員を見る · 研究設備

その他の最近の論文

  1. Ayman, U., Otsuka, T., Dougnon, G., Matsui, H.* Crosstalk between ApoE-expressing cells and genotoxic stress in the mouse brain Brain Res. , 2026 doi:10.1016/j.brainres.2025.150080
  2. Otsuka, T., Matsui, H. Loss of tissue-state plasticity: a conceptual framework for age-associated regenerative failure Inflamm. Regener. , 2026 doi:10.1186/s41232-026-00435-3
  3. Hishida, R., Otsuka, T., Toyokuni, S., Matsui, H.* Structural and metabolic signatures of cardiac aging in African turquoise killifish (Nothobranchius furzeri) Histol. Histopathol. , 2026 doi:10.14670/HH-25-143

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