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山梨裕司 研究室

基本信息

项目内容
教授山梨裕司(Yuji Yamanashi)
大学东京大学 医科学研究所 癌·细胞增殖部门 肿瘤抑制分野
专攻信号传导 × 神经肌肉接头(NMJ) × 肿瘤微环境 × 免疫调控
研究室主页点击进入
邮箱yyamanas@ims.u-tokyo.ac.jp

研究方向概述

山梨裕司研究室的核心理念是:通过解明细胞功能调控的信号传导机制,理解其失调所导致的恶性肿瘤及其他难治性疾病,并开发诊断和治疗方法。 研究室的最大特色是Dok家族蛋白的发现和功能研究——山梨教授早在1991年(Science)和1997年(Cell)就鉴定了Dok-1(p62dok),并围绕Dok家族蛋白在免疫、癌症和神经肌肉系统中的功能展开了30余年的系统性研究。

研究室有五大研究方向:

  • 方向一:神经肌肉接头(NMJ)的形成与维持机制及NMJ靶向治疗开发(核心方向)
    • 发现了NMJ形成不可缺少的蛋白质Dok-7,并阐明了Dok-7从细胞内直接激活受体型酪氨酸激酶MuSK的全新分子机制
    • 发现了DOK7基因突变导致的先天性肌无力症(DOK7型肌无力症)
    • 开发了AAV-DOK7基因治疗载体,通过增强NMJ形成("NMJ形成增强治疗")治疗多种神经肌肉疾病:DOK7型肌无力症、Emery-Dreifuss型肌营养不良症、ALS(肌萎缩侧索硬化症)
    • 证明NMJ形成增强治疗在老龄小鼠中可改善运动功能、增强NMJ神经再支配
    • 最新发现:Cabp7(钙结合蛋白7)是NMJ加龄变性的抑制因子,Cdk5抑制可恢复NMJ完整性
  • 方向二:肿瘤微环境对肿瘤浸润和转移的调控
    • 发现Dok-3在非肿瘤细胞(骨髓来源细胞)中的缺失可以促进良性肿瘤的恶性化(浸润)
    • 关键发现:这种恶性化不伴随肿瘤细胞内新的驱动基因突变的积累——挑战了传统的多步致癌模型
    • 需要CD4+和CD8+ T细胞参与,但不伴随炎症反应的增强
  • 方向三:蛋白酪氨酸激酶(PTK)信号介导的造血和免疫系统调控
    • Dok-1/Dok-2/Dok-3作为免疫细胞中PTK信号的负调控因子
    • Dok-1/2/3三重缺失导致肺部气道重塑和气道高反应性(哮喘样病态)
    • Dok-1/Dok-2在CD8+ T细胞信号传导和记忆形成中的角色
  • 方向四:重症肌无力的新型病原性自身抗体
    • 发现抗Lrp4抗体是重症肌无力的新型病原性自身抗体
    • 为AChR抗体和MuSK抗体阴性的患者提供了诊断依据
  • 方向五:骨形成及其他细胞功能中的未知信号传导机制

为什么选择这个研究室

  • 从基础发现到临床转化的完整闭环:Dok-7的发现(Science 2006)→ DOK7型肌无力症的鉴定(Science 2006)→ AAV-DOK7基因治疗的开发(Science 2014)→ ALS治疗(EMBO Mol Med 2017)→ 老龄化治疗(iScience 2020, 2024),展现了从分子发现到疾病治疗的完整转化路径
  • 高度临床相关性:NMJ靶向治疗直接针对肌无力症、ALS、肌营养不良、老龄性肌力下降等重大临床问题,对有临床背景的学生非常友好
  • 老龄化研究的前沿性:加龄性运动功能低下(Sarcopenia)是高龄化社会的核心问题,NMJ形成增强治疗是全新的治疗概念
  • 独创性极强:Dok-7从细胞内激活受体型酪氨酸激酶MuSK的发现,打破了"受容体型激酶只能被细胞外配体激活"的教科书定论
  • 发表水平高:Science×3、Cell×1、PNAS、EMBO Mol Med、Ann Neurol等顶级期刊持续产出
  • 研究室开放态度:官网明确表示"随时接受实验室参观",欢迎对NMJ靶向治疗感兴趣的年轻研究者

论文列表

核心论文(必读)

  1. Okada K, Inoue A, ... Yamanashi Y. "The muscle protein Dok-7 is essential for neuromuscular synaptogenesis." *Science* (2006) 312:1802-1805. — 研究室奠基之作:发现Dok-7是NMJ形成不可缺少的蛋白质,Dok-7缺失小鼠完全没有NMJ、丧失运动功能
  2. Beeson D, Higuchi O, ... Yamanashi Y. "Dok-7 mutations underlie a neuromuscular junction synaptopathy." *Science* (2006) 313:1975-1978. — 临床转化里程碑:发现人类DOK7基因突变导致先天性肌无力症(DOK7型肌无力症)
  3. Inoue A, Setoguchi K, ... Yamanashi Y. "Dok-7 activates the muscle receptor kinase MuSK and shapes synapse formation." *Science Signaling* (2009) 2:ra7. — 机制突破:揭示Dok-7从细胞内直接激活受体型酪氨酸激酶MuSK的全新分子机制
  4. Arimura S, Okada T, ... Yamanashi Y. "DOK7 gene therapy benefits mouse models of diseases characterized by defects in the neuromuscular junction." *Science* (2014) 345:1505-1508. — 治疗概念确立:AAV-DOK7基因治疗在DOK7型肌无力症和肌营养不良模型小鼠中有效
  5. Miyoshi S, Tezuka T, ... Yamanashi Y. "DOK7 gene therapy enhances motor activity and life span in ALS model mice." *EMBO Mol Med* (2017) 9:880-889. — 治疗拓展到神经原性疾病:DOK7基因治疗在ALS模型小鼠中改善运动功能并延长生存期
  6. Eguchi T, Tezuka T, ... Yamanashi Y. "DOK7 gene therapy enhances neuromuscular junction innervation and motor function in aged mice." *iScience* (2020) 23:101385. — 老龄化方向:NMJ形成增强治疗在运动神经脱离的老龄小鼠中恢复NMJ神经支配和运动功能
  7. Eguchi T, Tezuka T, ... Yamanashi Y. "Calcium-binding protein 7 expressed in muscle negatively regulates age-related degeneration of neuromuscular junctions in mice." *iScience* (2024) 27:108997. — 最新成果:发现Cabp7是NMJ加龄变性的抑制因子,Cdk5抑制可恢复NMJ完整性和肌力

扩展阅读

  1. Higuchi O, ... Yamanashi Y. "Autoantibodies to low-density lipoprotein receptor-related protein 4 in myasthenia gravis." *Ann Neurol* (2011) 69:418-422. — 发现重症肌无力的新型病原性自身抗体(抗Lrp4抗体)
  2. Hattori T, ... Yamanashi Y. "Loss of Dok-3 in non-tumor cells promotes intestinal tumor malignancy without known driver mutations." *Cancer Res Commun* (2022) 2:1590-1600. — 发现非肿瘤细胞中Dok-3的缺失可促进良性肿瘤恶性化,不伴随新的驱动基因突变
  3. Tezuka T, ... Yamanashi Y. "Postnatal requirement of agrin is distinct from that of Dok-7/MuSK signaling in neonatal NMJ maintenance." *PNAS* (2014) 111:16556-16561. — 发现出生后Agrin通过不同于Dok-7/MuSK的机制维持NMJ
  4. Mashima R, ... Yamanashi Y. "Dok-1/-2/-3 triple deficiency causes asthma-like airway pathology in mice." *Genes Cells* (2013) 18:56-65. — Dok-1/2/3三重缺失导致小鼠气道重塑和气道高反应性
  5. Yamanashi Y, ... Baltimore D. "The yes-related cellular gene lyn encodes a possible tyrosine kinase similar to p56lck." *Science* (1991) 251:192-194. — 山梨教授最早期的高影响力工作,鉴定了Lyn激酶
  6. Yamanashi Y, Baltimore D. "Identification of the Abl- and rasGAP-associated 62 kDa protein as a docking protein, Dok." *Cell* (1997) 88:205-211. — Dok-1(p62dok)的鉴定,Dok家族研究的起点

备注

需要储备的基础知识

  • 神经肌肉接头(NMJ)生理学:运动神经末梢→突触间隙→乙酰胆碱→AChR→终板电位→肌肉收缩;NMJ的结构(突触前、突触间隙、突触后膜)
  • 受体型酪氨酸激酶信号传导:MuSK的结构和功能、Agrin-Lrp4-MuSK信号轴、Rapsyn介导的AChR聚集
  • Dok家族蛋白的结构和功能:PH域、PTB域、C末端酪氨酸磷酸化位点;作为接头蛋白的信号调控功能
  • 肌无力症相关知识:重症肌无力(MG)的病理生理、先天性肌无力综合征(CMS)的分类、AChR/MuSK/Lrp4抗体
  • 基因治疗基础:AAV(腺相关病毒)载体的原理、血清型选择(AAV9对骨骼肌的亲和性)、临床转化的安全性考量

需要了解的技术方法

  • 遗传基因工程小鼠(基因敲除、转基因过表达、条件性操控)
  • 电生理学(复合筋肉活动电位CMAP等NMJ功能检测)
  • 免疫荧光显微镜(α-Bungarotoxin标记AChR + 抗NF/SV2标记神经末梢 → NMJ形态学)
  • 生化学实验(免疫沉降、Western blot、激酶活性分析)
  • AAV载体制备和体内基因治疗
  • 行为学分析(握力测试、跑步能力、Rotarod等运动功能测试)
  • RNA-seq及转录组分析

联系教授的注意事项

  • 研究室隶属于东京大学医科学研究所(不是医学部),位于白金台校区
  • 官网明确写明"欢迎有意加入NMJ靶向治疗开发的年轻研究者"
  • 建议联系时强调对NMJ生物学和治疗开发的兴趣,而非仅泛泛地谈论信号传导
  • 山梨教授的学术谱系:与David Baltimore(诺贝尔奖得主)有合作关系(Cell 1997)
  • 研究室与英国Oxford大学的David Beeson教授(先天性肌无力症领域权威)有长期合作
  • NMJ形成增强治疗(AAV-DOK7)正在向临床转化推进,这是一个时机非常好的方向
  • 研究室同时涉及肿瘤、免疫和神经肌肉三个领域,可以根据自己的兴趣选择切入点

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