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Advance

Taku Nedachi

    Department of Life Sciences　Professor
    Research Institute of Industrial Technology　Researcher
    Research Center for Biomedical Engineering　Researcher
    Institute of Life Innovation Studies　Researcher
    Course of Life Sciences　Professor
Last Updated :2025/05/16

Researcher Information

Research funding number

  • 50375200

J-Global ID

Research Interests

  • 細胞工学   内分泌学   細胞生物学   Endocrinology   Cell Biology   

Research Areas

  • Life sciences / Zoological sciences
  • Life sciences / Cell biology
  • Life sciences / Applied biochemistry

Academic & Professional Experience

  • 2024 - Today  Toyo UniversityFaculty of Life Sciences Department of Life SciencesProfessor
  • 2012 - 2024  Toyo UniversityFaculty of Life Sciences, Department of Applied Biosciences教授
  • 2016 - 2017  フランス国立科学研究センター（CNRS）客員研究員
  • 2016 - 2016  クロード・ベルナール リヨン第1大学招聘教授
  • 2010 - 2012  Toyo UniversityFaculty of Life Sciences, Department of Applied Biosciences准教授
  • 2008 - 2010  東京大学大学院農学生命科学研究科特任研究員
  • 2004 - 2008  Tohoku UniversityBiomedical Engineering Research Organization助教
  • 2001 - 2004  スタンフォード大学医学系研究科博士研究員
  • 2000 - 2001  東京大学大学院農学生命科学研究科博士研究員

Education

  • 1995 - 2000  東京大学大学院  農学生命科学研究科  応用動物科学専攻
  • 1991 - 1995  The University of Tokyo  農学部  農芸化学科

Association Memberships

  • ASCB   EMBO   THE SOCIETY FOR BIOTECHNOLOGY, JAPAN   THE MOLECULAR BIOLOGY SOCIETY OF JAPAN   JAPAN SOCIETY FOR BIOSICENCE, BIOTECHNOLOGY, AND AGROCHEMISTRY   Society for Neuroscience   

Published Papers

Books etc

  • 新時代の糖尿病学
    日本臨床社 2008

Works

  • NHK サイエンスZERO 第113回「筋肉があなたを救う」
    2006

MISC

Industrial Property Rights

  • 特願2019-099156:熱中症マーカー及びその利用  2019年/05/30
    根建拓  東洋大学
  • Cultured muscle cells with high metabolic activity and method for production of the cultured muscle cells
    USPTO Application #: 20080299086
  • 運動に応答して筋肉細胞において発現変動するタンパク質及びそれらの受容体、それらをコードする遺伝子、並びにそれらを用いたスクリーニング方法
    特願2007-283929
  • フィーダー細胞を利用した高度発達型培養筋細胞の作製とその薬効評価システムへの利用
    特願2006-285617
  • インスリン反応性糖輸送担体の膜移行活性の測定方法とそれに適した培養筋細胞の作製方法
    特開2006-340637公報
  • 高度発達型培養筋細胞の作製装置とその応用
    特開2006-296282公報

Research Grants & Projects

  • 運動による骨格筋由来エクソソームの制御および機能変化の解明
    科学研究費補助金(基盤研究(C))
    Date (from‐to) : 2019/04 -2022/03 
    Author : 根建拓
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2016/10 -2019/03 
    Author : Miyanishi Nobumitsu
     
    In this study, with the aim of overcoming motor dysfunction caused by lifestyle-related diseases, we have elucidated motor dysfunction based on galectin network and developed a biochip that can be used to diagnose lifestyle risk and its applications. As a result of analyzing the affinity between various galectins and AGE groups using the biosensor chip constructed in this research, it could be confirmed that the affinity for the same AGE differs depending on the type of galectin. In addition, from the interaction pattern of the galectin group, it was possible to diagnose the progression or complication of three types of symptoms of the pre-lifestyle lifestyle disease group, the early middle stage lifestyle-related disease, and the high risk patient group of severe lifestyle-related disease.
  • 骨格筋収縮依存的な分泌タンパク質による免疫機能制御機構の解明
    科学研究費補助金(基盤研究(C))
    Date (from‐to) : 2016/04 -2019/03 
    Author : 根建拓
  • 脳内成長因子の生理作用と病態に関する研究
    科学研究費補助金(基盤研究(S))
    Date (from‐to) : 2011/04 -2016/03 
    Author : 西原 真杉
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2012/04 -2015/03 
    Author : NEDACHI Taku; KAWAGUCHI Hideo
     
    In this study, by utilizing C2C12 contractile model, we attempted to mimic different types of exercise, such as vigorous exercise, and analyzed exercise-type dependent changes in cellular response, such as production of myokines. Differentiated C2C12 myotubes were subjected to different voltage, pulse frequency, duration of electrical pulse stimulation (EPS) to induce contraction, thereby analyzed secreted proteins by membrane antibody arrays. Several novel myokines, which were induced by vigorous exercise, were successfully identified by this method, particularly, we found two myokines, including RANTES, were significantly reduced by vigorous exercise. In addition, we found exercise-dependent AMP kinase activation was sufficient for reducing secreted RANTES levels. In conclusion, we identified RANTES as a novel myokine that secretion is reduced by vigorous skeletal muscle cell contraction, and this reduction is mediated by AMP kinase pathway.
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2010/04 -2012/03 
    Author : NEDACHI Taku
     
    Accumulated evidence suggests that the stress, including physical stress influence on neural progenitor cell fates, which resulted in various neuronal disorders. The aim of present study is to understand the underlying mechanisms how those stress, especially physical stresses, regulate NPC functions. Initially, because we found that the expression of progranulin(PGRN) is induced in response to those stresses, we analyzed and reported the effects of PGRN on NPC functions. We also found that nano materials induced physical stress on NPCs and controlled cellular functions.
  • 日本学術振興会：科学研究費補助金(特定領域研究)
    Date (from‐to) : 2008/04 -2010/03 
    Author : 根建拓; 神崎展
     
    本年度は、研究実施計画に基づき、伸展による培養筋細胞制御についての研究を行った。すなわち、培養筋細胞C2C12をシリコン膜上に播種し、分化させた後、ストレックス社製ストレッチ負荷装置を用いて伸展刺激を行い、細胞形態、細胞機能について解析を行った。まず、10%程度の伸展率でサイクリック伸展刺激を負荷することにより、ストレス応答性MAPキナーゼ、AMPキナーゼなどの酵素が活性化することがわかった。また、伸展刺激を付加することにより、以前申請者らが発見した運動に応答して筋からの分泌が促進される運動因子(CXCケモカイン群)の発現が促進されることが明らかとなった。さらに、伸展刺激負荷時にストレス応答性MAPキナーゼのひとつであるJNKの阻害剤を添加したところ、この運動因子の産生は完全に抑制されることも明らかとなった(Nedachi他、AJPEM, 2009)。2年間の研究成果をまとめると、継代可能な均質な培養筋細胞を用いて、高度発達型培養筋細胞系、擬似的運動刺激系、伸展刺激系の開発に成功した。これらのモデルは、生体筋でみられる運動効果やストレッチ効果を少なくとも一部再現しており、特に運動効果やストレッチ効果を正あるいは負に制御する新規物質の探索など、様々な分野に有用な生体材料・医用材料であることが強く示唆された。
  • Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology：Grants-in-Aid for Scientific Research(若手研究(B))
    Date (from‐to) : 2008/04 -2010/03 
    Author : Taku NEDACHI
     
    We successfully extended the understandings of the fundamental characteristics of contraction- and stretch-inducible exercising factor (CXC chemokine) production and their potential roles in skeletal muscle cells.
  • 日本学術振興会：科学研究費補助金(特定領域研究)
    Date (from‐to) : 2007/04 -2009/03 
    Author : 神崎展; 藤田英明; 根建拓
     
    筋肉の主要なエネルギー源であるグルコースの取り込みに関わるGLUT4が、筋収縮活動やインスリンの刺激によってどのような分子挙動制御を受けるかについて、収縮能力を獲得した培養筋細胞と蛍光ナノ粒子(Qdot)を用いて1分子レベルで解析することを目的としている。 【計画】Qdotで標識可能なGLUT4分子(myc-GLUT4-ECFP)を恒常発現するマウスC2C12筋芽細胞を作製し、人為的な電気パルス刺激により収縮能力(サルコメア構造)を発達させることにより、本研究に最適化した条件を確立する。さらに、サルコメア構造の発達(有無)によりGLUT4分子挙動制御がどのように変化するのか調べることを目的とした。 【実績】サルコメア構造の発達した収縮型培養筋細胞を作製し、GLUT4分子をQdotにて特異的に標識することに成功した。独自に構築した共焦点顕微鏡を用いてGLUT4分子挙動を解析したところ、刺激のない状態ではGLUT4は何らかの機構により停留されており挙動が著しく制限されていた。一方、インスリンの刺激は、この停留機構を解除することにより、より活発に挙動できる分子群の総数を有意に増加させることが明らかとなった。この停留-解除の強度は、サルコメア構造の発達構築とともに変動することが観察されていることから、アクチン細胞骨格系の規則的な構築体がGLUT4の挙動制御に関与していることが示唆された。 【まとめ】生体筋では解析が難しかったGLUT4分子の挙動解析を、独自に開発した高度発達型の培養筋細胞を利用することによりはじめて可能した。筋構造の発達によりGLUT4の分子(およびGLUT4小胞)の挙動制御は大きく変化することが明らかとなった。
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(B))
    Date (from‐to) : 2006 -2008 
    Author : Makoto KANZAKI; 藤田英明; 根建拓
     
    インスリン反応性GLUT4膜移行機構に関わる制御蛋白質の同定およびそれらの機能について、生化学的手法および生細胞のイメージング技術を組み合わせることにより解析した。GLUT4小胞のインスリン反応性獲得には、GLUT4に直接会合する3種類の蛋白(Sortilin-p75NTR-proNGF)による複合体形成とそれに伴うGLUT4の蛋白寿命制御が重要な役割を果たしていることを明らかにした。さらに、このGLUT4を含む蛋白複合体形成は、細胞内シグナル伝達系を活性化して積極的に筋分化にも関与することを明らかにした。
  • Role of Progranulin in CNS
    Grant-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2008
  • 日本学術振興会：科学研究費補助金(若手研究(B))
    Date (from‐to) : 2006 -2007 
    Author : 根建拓
     
    昨年度、研究代表者らは、ほとんど解明手段がなかった筋における糖取り込み機構の解析に極めて有効な高感度GLUT4膜移行評価系を構築した(Nedachi, kanzaki, 2006)。この構築と電気パルス刺激の条件検討(Fujita, Nedachi, kanzaki, 2007)によって本研究課題の迅速な遂行が可能となった。 そこでまず今年度は、C2C12の筋収縮すなわち運動効果をより高めるための分化条件を探索した。その結果、細胞外糖濃度変化による分化制御因子SIRT1とFOXO転写因子群による分化制御システムが重要であることを見出した(Nedachi et al., 2008)。これらの知見を利用して開発した高分化型C2C12に電気パルス刺激を付与し、筋収縮依存的に発現変動する遺伝子の網羅的解析を行った結果、運動依存的なGLUT4膜移行制御に新しい分泌タンパク質群が重要な役割を果たしていることを発見した(特願:神崎,根建,2007、Nedachi et al.,投稿中)。 GLUT4小胞の精製も進捗しており、その精製過程においてGLUT4小胞に結合するタンパク質Sortilinを見出した。Sortilinは脂肪細胞内で小胞輸送を制御するとの報告があったが、研究代表者らは筋のGLUT4膜輸送においてもこのSortilinが促進的に働くことを始めて発見、またSortilinの過剰発現はC2C12筋細胞の分化も促進することも見出した(Ariga, Nedachi et a1.,2008)。また、昨年度に引き続いて、本研究課題進行中に得られた情報についての解説を著した(根建,2007a,2007b)(有賀,根建他,印刷中)。 以上、本研究課題の推進により、筋におけるGLUT4膜移行制御さらには筋分化制御の新しいメカニズムが多数発見され、筋糖代謝研究分野に極めて大きな貢献が出来たと考えている。
  • 日本学術振興会：科学研究費補助金(萌芽研究)
    Date (from‐to) : 2005 -2006 
    Author : 神崎展; 藤田英明; 根建拓
     
    電気パルス刺激により培養筋細胞に収縮活動を負荷できる特殊培養系を作製し、代謝能の研究に適した高度発達型培養筋管細胞系を確立することを目的としている。昨年度までの成果をさらに発展させ、電気パルスにより誘導されるサルコメア構造の新規構築の分子機構と細胞内カルシウムの影響について基礎的な検討を行うことを本年度の目的とした。 【実績1】電気パルス刺激に完全に依存して細胞内カルシウム濃度が変動(Ca2+オシレーション)することを確認し、このCa2+オシレーションの周期(周波数)がサルコメア構造の新規構築に重要な役割を果たすことを明らかにした。さらに、Ca2+オシレーションにより、カルシウム依存性蛋白分解酵素であるカルパインの活性化が誘導され、このカルパインの活性化がサルコメア構造の新規構築に必須であることを明らかにした。この過程において、活性化されたカルパインは、細胞膜のIntegrinとアクチン細胞骨格を連結する役割を果たすTALINを分解すること、integrinを修飾するコラーゲン添加によりサルコメア構築が影響受けることから、筋管細胞の細胞接着班様領域を構成する蛋白複合体のCa2+-カルパイン依存性の分解と再構築が、新規サルコメア構造の形成に関与していることが示唆された。 【実績2】本特殊培養系で作製された収縮型培養筋管細胞では、収縮に伴い(1)エネルギー代謝の亢進(2)糖の取り込み亢進(3)インスリン反応性GLUT4膜移行の改善が確認され、生体に非常に近似な高度発達型培養細胞系を確立することに成功した。
  • 日本学術振興会：科学研究費補助金(特定領域研究)
    Date (from‐to) : 2005 -2006 
    Author : 神崎展; 藤田英明; 根建拓
     
    蛍光ナノ粒子Q-dotで標識可能な遺伝子改変型GLUT4 (myc-GLUT4-ECFP)を恒常的に発現する培養脂肪細胞を用いて、Q-dotによりGLUT4分子を標識し、インスリン刺激に依存したGLUT4分子挙動の変化を1分子レベルで正確にとらえ生物物理学的に解析した。 共焦点顕微鏡を用いて、GLUT4貯蔵エンドソームからの運搬過程について、インスリンの効果と細胞分化に伴う変化を解析した。 【実績1】(1)インスリン刺激がないとGLUT4分子自体が「何らかの未知の機構」によりGLUT4貯蔵エンドソームに抑留されていること。(2)一方インスリン刺激により、活発に挙動するGLUT4分子(およびGLUT4含有小胞)が増加すること(GLUT4分子の抑留からの解放)。(3)そして、これらのGLUT4分子挙動制御系は細胞分化に伴い成熟していくこと(インスリン反応性ナノシステムの細胞分化に伴う成熟)をはじめて明らかにした。 全反射顕微鏡をもちいて、GLUT4小胞が最終的に膜融合する過程について、インスリンの効果を解析した。 【実績2】インスリンの刺激により、(1)GLUT4小胞の細胞膜への接近の確率が約3.75倍に増加すること、(2)さらに飛来したGLUT4小胞が細胞膜直下(あるいは細胞膜に)停留する時間が数倍に延長されることを明らかにした。これまでとらえることができなかった微細な生命反応(GLUT4分子挙動の制御)を最先端のナノ材料と視覚化技術により高精度で解析することに成功した。そして、インスリン受容体シグナルの作用点として、少なくとも2カ所(GLUT4貯蔵庫からの放出と開口放出前の繋ぎ止め過程)存在することをはじめて明らかにした。

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