2025/06/13 更新

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イシイ　トモヒロ
石井　智浩
ISHII TOMOHIRO
所属
リサーチインフラ・マネジメント機構 マネジメント教授
職名
マネジメント教授
外部リンク

学位

  • 理学博士 （ 東京大学 ）

研究キーワード

  • 光遺伝学

  • 鋤鼻嗅覚

  • 嗅覚

  • マウス発生工学

  • 分子生物学

  • 細胞生物学

研究分野

  • ライフサイエンス / 神経科学一般

  • ライフサイエンス / 分子生物学

  • ライフサイエンス / 細胞生物学  / 光遺伝学

  • ライフサイエンス / 実験動物学

学歴

  • 東京大学   理学系研究科   生物化学専攻

    - 2001年

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    国名： 日本国

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  • 東京大学   理学部   生物化学科

    - 1995年

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    国名： 日本国

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経歴

  • 東京科学大学   リサーチインフラ・マネジメント機構 バイオサイエンス統合支援施設   マネジメント教授

    2024年10月 - 現在

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    国名：日本国

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  • 東京工業大学   バイオサイエンス統合支援センター   マネジメント教授

    2023年10月 - 2024年9月

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  • 東京医科歯科大学   大学院医歯学総合研究科 医歯学系専攻 生体支持組織学講座 細胞生物学   講師

    2016年4月 - 2023年10月

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  • 東京医科歯科大学   大学院医歯学総合研究科 医歯学系専攻 生体支持組織学講座 細胞生物学   助教

    2009年4月 - 2016年3月

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  • マックスプランク研究所   博士研究員

    2007年12月 - 2009年3月

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  • ロックフェラー大学   神経遺伝学部門   博士研究員

    2001年4月 - 2007年12月

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所属学協会

論文

  • Development of an optogenetics tool, Opto-RANK, for control of osteoclast differentiation using blue light 査読

    Aiko Takada, Toshifumi Asano, Ken-ichi Nakahama, Takashi Ono, Takao Nakata, Tomohiro Ishii

    Scientific Reports   14 ( 1 )   2024年1月

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    担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    Optogenetics enables precise regulation of intracellular signaling in target cells. However, the application of optogenetics to induce the differentiation of precursor cells and generate mature cells with specific functions has not yet been fully explored. Here, we focused on osteoclasts, which play an important role in bone remodeling, to develop a novel optogenetics tool, Opto-RANK, which can manipulate intracellular signals involved in osteoclast differentiation and maturation using blue light. We engineered Opto-RANK variants, Opto-RANKc and Opto-RANKm, and generated stable cell lines through retroviral transduction. Differentiation was induced by blue light, and various assays were conducted for functional analysis. Osteoclast precursor cells expressing Opto-RANK differentiated into multinucleated giant cells on light exposure and displayed upregulation of genes normally induced in differentiated osteoclasts. Furthermore, the differentiated cells exhibited bone-resorbing activities, with the possibility of spatial control of the resorption by targeted light illumination. These results suggested that Opto-RANK cells differentiated by light possess the features of osteoclasts, both morphological and functional. Thus, Opto-RANK should be useful for detailed spatiotemporal analysis of intracellular signaling during osteoclast differentiation and the development of new therapies for various bone diseases.

    DOI： 10.1038/s41598-024-52056-w

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    その他リンク： https://www.nature.com/articles/s41598-024-52056-w

  • Bacterial MgrB peptide activates chemoreceptor Fpr3 in mouse accessory olfactory system and drives avoidance behaviour. 査読

    Bernd Bufe, Yannick Teuchert, Andreas Schmid, Martina Pyrski, Anabel Pérez-Gómez, Janina Eisenbeis, Thomas Timm, Tomohiro Ishii, Günter Lochnit, Markus Bischoff, Peter Mombaerts, Trese Leinders-Zufall, Frank Zufall

    Nat Commun   10 ( 1 )   4889 - 4889   2019年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Innate immune chemoreceptors of the formyl peptide receptor (Fpr) family are expressed by vomeronasal sensory neurons (VSNs) in the accessory olfactory system. Their biological function and coding mechanisms remain unknown. We show that mouse Fpr3 (Fpr-rs1) recognizes the core peptide motif f-MKKFRW that is predominantly present in the signal sequence of the bacterial protein MgrB, a highly conserved regulator of virulence and antibiotic resistance in Enterobacteriaceae. MgrB peptide can be produced and secreted by bacteria, and is selectively recognized by a subset of VSNs. Exposure to the peptide also stimulates VSNs in freely behaving mice and drives innate avoidance. Our data shows that Fpr3 is required for neuronal detection and avoidance of peptides derived from a conserved master virulence regulator of enteric bacteria.

    DOI： 10.1038/s41467-019-12842-x

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  • Subpopulations of vomeronasal sensory neurons with coordinated coexpression of type 2 vomeronasal receptor genes are differentially dependent on Vmn2r1. 査読

    Sachiko Akiyoshi, Tomohiro Ishii, Zhaodai Bai, Peter Mombaerts

    The European Journal of Neuroscience   47 ( 7 )   887 - 900   2018年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    The mouse vomeronasal organ is specialized in the detection of pheromones. Vomeronasal sensory neurons (VSNs) express chemosensory receptors of two large gene repertoires, V1R and V2R, which encode G-protein-coupled receptors. Phylogenetically, four families of V2R genes can be discerned as follows: A, B, C, and D. VSNs located in the basal layer of the vomeronasal epithelium coordinately coexpress V2R genes from two families: Approximately half of basal VSNs coexpress Vmn2r1 of family C with a single V2R gene of family A8-10, B, or D ('C1 type of V2Rs'), and the other half coexpress Vmn2r2 through Vmn2r7 of family C with a single V2R gene of family A1-6 ('C2 type V2Rs'). The regulatory mechanisms of the coordinated coexpression of V2Rs from two families remain poorly understood. Here, we have generated two mouse strains carrying a knockout mutation in Vmn2r1 by gene targeting in embryonic stem cells. These mutations cause a differential decrease in the numbers of VSNs expressing a given C1 type of V2R. There is no compensatory expression of Vmn2r2 through Vmn2r7. VSN axons coalesce into glomeruli in the appropriate region of the accessory olfactory bulb in the absence of Vmn2r1. Gene expression profiling by NanoString reveals a differential and graded decrease in the expression levels across C1 type of V2Rs. There is no change in the expression levels of C2 type of V2Rs, with two exceptions that we reclassified as C1 type. Thus, there appears to be a fixed probability of gene choice for a given C2 type of V2R.

    DOI： 10.1111/ejn.13875

    PubMed

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  • 細胞内カルシウムシグナルを光で操作する遺伝学ツールの開発

    石井 智浩, 佐藤 幸治, 角元 利行, 三浦 重徳, 東原 和成, 竹内 昌治, 中田 隆夫

    日本生化学会大会・日本分子生物学会年会合同大会講演要旨集   88回・38回   [1P0852] - [1P0852]   2015年12月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：(公社)日本生化学会  

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  • Light generation of intracellular Ca2+ signals by a genetically encoded protein BACCS 査読

    Tomohiro Ishii, Koji Sato, Toshiyuki Kakumoto, Shigenori Miura, Kazushige Touhara, Shoji Takeuchi, Takao Nakata

    NATURE COMMUNICATIONS   6   8021 - 8021   2015年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1038/ncomms9021

    Web of Science

    PubMed

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  • A family of nonclassical class I MHC genes contributes to ultrasensitive chemodetection by mouse vomeronasal sensory neurons 査読

    Trese Leinders-Zufall, Tomohiro Ishii, Pablo Chamero, Philipp Hendrix, Livio Oboti, Andreas Schmid, Sarah Kircher, Martina Pyrski, Sachiko Akiyoshi, Mona Khan, Evelien Vaes, Frank Zufall, Peter Mombaerts

    Journal of Neuroscience   34 ( 15 )   5121 - 5133   2014年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Society for Neuroscience  

    DOI： 10.1523/JNEUROSCI.0186-14.2014

    Scopus

    PubMed

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  • Genetic manipulation to analyze pheromone responses: knockouts of multiple receptor genes. 招待

    Tomohiro Ishii

    Methods in Molecular Biology   1068   133 - 154   2013年

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    記述言語：英語  

    Gene targeting in the mouse is an essential technique to study gene function in vivo. Multigene families encoding vomeronasal receptor (VR) type 1 and type 2 consist of ~300 intact genes, which are clustered at multiple loci in the mouse genome. To understand the function of VRs and neurons expressing a particular VR in vivo, individual endogenous receptor genes can be manipulated by conventional gene targeting to create loss-of-function mutations or to visualize neurons and their axons expressing the VR. Multiple receptor genes in a cluster can also be deleted simultaneously by chromosome engineering, allowing analysis of function of a particular VR subfamily. Here, we describe protocols for conventional gene targeting and chromosome engineering for deleting a large genomic region in mouse embryonic stem (ES) cells.

    DOI： 10.1007/978-1-62703-619-1_10

    PubMed

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  • Coordinated coexpression of two vomeronasal receptor V2R genes per neuron in the mouse 査読

    Tomohiro Ishii, Peter Mombaerts

    MOLECULAR AND CELLULAR NEUROSCIENCE   46 ( 2 )   397 - 408   2011年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.mcn.2010.11.002

    Web of Science

    PubMed

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  • Structural requirements for the activation of vomeronasal sensory neurons by MHC peptides 査読

    Trese Leinders-Zufall, Tomohiro Ishii, Peter Mombaerts, Frank Zufall, Thomas Boehm

    NATURE NEUROSCIENCE   12 ( 12 )   1551 - U98   2009年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1038/nn.2452

    Web of Science

    PubMed

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  • Expression of nonclassical class I major histocompatibility genes defines a tripartite organization of the mouse vomeronasal system 査読

    Tomohiro Ishii, Peter Mombaerts

    JOURNAL OF NEUROSCIENCE   28 ( 10 )   2332 - 2341   2008年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1523/JNEUROSCI.4807-07.2008

    Web of Science

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  • MHCとフェロモン. 招待

    石井智浩

    Annual Review 免疫 2006 (中外医学社）   2006年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Non-equivalence of cloned and clonal mice 査読

    JS Li, T Ishii, DC Wen, P Mombaerts

    CURRENT BIOLOGY   15 ( 18 )   R756 - R757   2005年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.cub.2005.09.010

    Web of Science

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  • Protocols for two- and three-color fluorescent RNA in situ hybridization of the main and accessory olfactory epithelia in mouse 査読

    T Ishii, M Omura, P Mombaerts

    JOURNAL OF NEUROCYTOLOGY   33 ( 6 )   657 - 669   2004年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1007/s11068-005-3334-y

    Web of Science

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  • Odorant receptor gene choice is reset by nuclear transfer from mouse olfactory sensory neurons 査読

    JS Li, T Ishii, P Feinstein, P Mombaerts

    NATURE   428 ( 6981 )   393 - 399   2004年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1038/nature02433

    Web of Science

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  • Combinatorial coexpression of neural and immune multigene families in mouse vomeronasal sensory neurons 査読

    T Ishii, J Hirota, P Mombaerts

    CURRENT BIOLOGY   13 ( 5 )   394 - 400   2003年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Web of Science

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  • Multiple new and isolated families within the mouse superfamily of V1r vomeronasal receptors 査読

    Rodriguez, I, K Del Punta, A Rothman, T Ishii, P Mombaerts

    NATURE NEUROSCIENCE   5 ( 2 )   134 - 140   2002年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1038/nn795

    Web of Science

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  • Axonal projection of olfactory sensory neurons during the developmental and regeneration processes 査読

    S Sengoku, T Ishii, S Serizawa, H Nakatani, F Nagawa, A Tsuboi, H Sakano

    NEUROREPORT   12 ( 5 )   1061 - 1066   2001年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Web of Science

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  • Monoallelic expresion of the odourant receptor gene and axonal projection of olfactory sensory neurones 査読

    T Ishii, S Serizawa, A Kohda, H Nakatani, T Shiroishi, K Okumura, Y Iwakura, F Nagawa, A Tsuboi, H Sakano

    GENES TO CELLS   6 ( 1 )   71 - 78   2001年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Web of Science

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  • Mutually exclusive expression of odorant receptor transgenes 査読

    S Serizawa, T Ishii, H Nakatani, A Tsuboi, F Nagawa, M Asano, K Sudo, J Sakagami, H Sakano, T Ijiri, Y Matsuda, M Suzuki, T Yamamori, Y Iwakura, H Sakano

    NATURE NEUROSCIENCE   3 ( 7 )   687 - 693   2000年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1038/76641

    Web of Science

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  • マウス嗅覚受容体遺伝子の相互排他的発現. 招待

    芹沢尚, 石井智浩, 中谷洋子, 坂野仁

    実験医学（羊土社）   18 ( 17 )   2000年

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    記述言語：日本語  

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  • Olfactory neurons expressing closely linked and homologous odorant receptor genes tend to project their axons to neighboring glomeruli on the olfactory bulb 査読

    A Tsuboi, S Yoshihara, N Yamazaki, H Kasai, H Asai-Tsuboi, M Komatsu, S Serizawa, T Ishii, Y Matsuda, F Nagawa, H Sakano

    JOURNAL OF NEUROSCIENCE   19 ( 19 )   8409 - 8418   1999年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Web of Science

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  • olfactory receptor. 招待

    石井智浩, 坂野

    Molecular Medicine ノックアウトマウスデータブック（中山書店）   34 ( 臨時増刊号 )   1997年

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    記述言語：日本語  

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MISC

  • 光による骨組織構築に関わる細胞の分化制御

    石井智浩

    月刊細胞   56 ( 11 )   857 - 860   2024年10月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語  

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  • 新規光遺伝学ツールを用いた破骨細胞の分化誘導 招待

    石井智浩

    月刊細胞   56 ( 9 )   702 - 705   2024年8月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

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  • カルシウムシグナル光遺伝学ツールの開発と応用 招待

    石井 智浩

    ブレインサイエンス・レビュー2018   31 - 50   2018年3月

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）   出版者・発行元：株式会社クバプロ  

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  • 光スイッチによる細胞内Ca2+シグナル制御 招待

    石井 智浩, 中田 隆夫

    実験医学   34 ( 4 )   601 - 606   2016年3月

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）   出版者・発行元：羊土社  

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  • フェロモンと受容体.

    石井智浩

    実験医学（羊土社）   26 ( 4 )   2008年

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

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  • フェロモン受容における神経系分子と免疫系分子の協調. 招待

    石井智浩

    細胞工学（秀潤社）   22 ( 7 )   2003年

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

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  • 二重標識したきゅう覚受容体トランスジーンとその内在性遺伝子に対する投射先の分離

    仙石慎太郎, 石井智浩, 芹沢尚, 中谷洋子, 坪井昭夫, 名川文清, 坂野仁

    日本神経科学大会プログラム・抄録集   23rd   2000年

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  • きゅう神経細胞の再生過程におけるきゅう覚受容体遺伝子の発現と軸索投射

    仙石慎太郎, 芹沢尚, 石井智浩, 中谷洋子, 坪井昭夫, 名川文清, 坂野仁

    日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集   21st   1998年

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  • YACトランスジェニックマウスを用いたきゅう覚受容体遺伝子の発現ときゅう神経軸索投射の解析

    芹沢尚, 石井智浩, 中谷洋子, 浅野雅秀, 仙石慎太郎, 坂野仁美, 鈴木操, 岩倉洋一郎, 坂野仁

    日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集   21st   1998年

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講演・口頭発表等

  • 新規光遺伝学ツールOpto-RANK を用いた破骨細胞の光による分化誘導

    石井 智浩, 髙田 愛子, 浅野 豪文, 中濵 健一, 小野 卓史, 中田 隆夫

    APPW2025 第130 回日本解剖学会総会・全国学術集会・ 第102 回日本生理学会大会・第98回日本薬理学会年会 合同大会  2025年3月 

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    開催年月日： 2025年3月

    会議種別：口頭発表（一般）  

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産業財産権

  • ポリペプチド、単離された核酸、組み換えベクター、遺伝子導入キット、形質転換体、および細胞内カルシウムシグナルの調整方法 （石井智浩）

    石井 智浩, 中田 隆夫

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    出願人：国立大学法人東京医科歯科大学

    出願番号：PCT/JP2012/053705  出願日：2012年2月

    公開番号：WO2012111772 A1  公開日：2012年8月

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 新規光遺伝学ツールを用いた破骨細胞分化メカニズムの解明

    研究課題/領域番号：21K05499  2021年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    石井 智浩, 中田 隆夫

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    配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）

    本研究は破骨前駆細胞に光遺伝学ツールを導入し、光照射により細胞分化を誘導し成熟破骨細胞を作り出すことを目的としている。前年までの研究では、破骨前駆細胞に光遺伝学ツールを導入したOpto-RANK細胞を作成し、その細胞は光照射により形態的にも機能的にも成熟破骨細胞の特徴を有する細胞に分化することを示した。本年度は、更に詳細な解析を行うことでOpto-RANK細胞の特徴を明らかにした。
    まず、細胞分化の初期応答としてMAPキナーゼカスケードが活性化することが知られていることから、Opto-RANK細胞への光照射による２つのMAPキナーゼ(p38とERK)のリン酸化をウエスタンブロットによりタンパク質レベルで調べた。光照射の条件毎にリン酸化の強さやタイミングを測定し、Opto-RANK細胞の初期応答を光でコントロールできることが確かめられた。次に光照射により骨吸収を空間的にコントロールできるかどうかを確かめる実験を行った。基質となるリン酸カルシウムで培養プレートの表面をコートし、Opto-RANK細胞を培養した。培養プレートの半分を遮光して光照射を行ったところ、光が照射された半分の領域にだけリン酸カルシウムの吸収が観察された。最後に細胞分化の阻害因子であるオステオプロテゲリンによってOpto-RANK細胞の分化が阻害されないことを確かめ、Opto-RANK細胞の分化誘導系がオステオプロテゲリン非感受性であることを明らかにした。
    以上の結果は、Opto-RANK細胞の分化誘導を光により自在に操ることができそれにより局所的な骨吸収制御が可能であるということ、また生体内で応用した場合に内在性のオステオプロテゲリンによって分化抑制の影響を受けないことを示しており、細胞療法としての医学的な応用可能性が期待できる。
    本研究成果を論文にまとめ、Scientific Reportsに掲載された。

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  • 近赤外光に応答する光遺伝学ツールの開発

    2018年 - 2020年

    文部科学省/日本学術振興会  基盤研究(C)

    石井 智浩, 中田 隆夫, 石井 智浩

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

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  • マウスにおける機能的嗅覚神経ネットワークの同定

    2015年 - 2017年

    文部科学省/日本学術振興会  基盤研究(C)

    石井 智浩, 中田 隆夫, 石井 智浩

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

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  • 多機能分子の細胞内活性の統合と制御ーPI3Kの光操作を用いた研究

    研究課題/領域番号：25293042  2013年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    中田 隆夫, 井上 明宏, 石井 智浩

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    担当区分：連携研究者  資金種別：競争的資金

    配分額：17940000円 （ 直接経費：13800000円 、 間接経費：4140000円 ）

    PIP3の下流にあるアクチン細胞骨格の制御について検討した。低分子G蛋白RAC1およびCDC42それぞれの光スイッチでアクチンの挙動はどう異なるのかについて検討した。RAC1はラメリポディアを活性化した。CDC42ではlocalなポジティブフィードバックによるアクチンの活性化が起きるとされている。ところが、我々の光スイッチでは、RAC1でむしろ排他的にラメリポディアを形成、CDC42ではラメリポディアを含む様々な構造ができた。

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  • マウス嗅神経細胞におけるカルシウムシグナルの光操作

    2012年 - 2014年

    文部科学省/日本学術振興会  基盤研究(C)

    石井 智浩, 石井 智浩

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

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  • マウス個体におけるcAMPシグナルの光制御を用いた神経機能・神経回路形成の解析

    研究課題/領域番号：22700410  2010年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    石井 智浩

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    配分額：4030000円 （ 直接経費：3100000円 、 間接経費：930000円 ）

    嗅神経細胞において多様な機能を制御しているcAMPシグナルがどのように使い分けられているのかを調べるために、光依存的にcAMP産生活性を制御できるタンパク質PACを一部の嗅神経細胞で発現するトランスジェニックマウスを作製した。PACタンパク質の発現は樹状突起や軸索においても検出することができ細胞局所における活性化が可能である。現在、マウス個体を使って光によりPACの活性を制御し、神経回路形成におけるcAMPの機能解析を進めている。

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担当経験のある科目（授業）

  • 組織学実習

    機関名：東京医科歯科大学

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  • 組織学

    機関名：東京医科歯科大学

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  • 頭頸部基礎

    機関名：東京医科歯科大学

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  • 細胞生物学

    機関名：東京医科歯科大学

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