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研究経歴 【 表示 ／ 非表示 】
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初代培養肝実質細胞の増殖に影響を及ぼす因子の探索およびその作用メカニズムの検討
研究期間： 2010年04月 - 現在
成熟ラット初代培養肝実質細胞系および部分肝切除動物を用いて、肝細胞の増殖促進や抑制に及ぼす増殖因子やサイトカイン、ホルモン、アミノ酸、ビタミンなどの細胞内シグナル伝達機構の検討および肝再生促進作用を示す新薬候補物質の探索や作用メカニズムの検討を行っている。
論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Phenylephrine Enhances the Mitogenic Effect of S-Allyl-L-cysteine on Primary Cultured Hepatocytes through Protein Kinase C-Induced B-Raf Phosphorylation 査読あり 国際誌
Hajime Moteki, Masahiko Ogihara, Mitsutoshi Kimura
Biological and Pharmaceutical Bulletin 47 ( 9 ) 1565 - 1574 2024年09月
担当区分：筆頭著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
The co-mitogenic effects of the α1-adrenoceptor agonist phenylephrine on S-allyl-L-cysteine (SAC)-induced hepatocyte proliferation were examined in primary cultures of adult rat hepatocytes. The combination of phenylephrine (10−10–10−6 M) and SAC (10−6 M) exhibited a significant dose-dependent increase in the number of hepatocyte nuclei and viable cells compared to SAC alone. This combination also increased the progression of hepatocyte nuclei into the S-phase. The potentiating effect of phenylephrine on SAC-induced cell proliferation was counteracted by prazosin (an α1-adrenergic receptor antagonist) and GF109203X (selective protein kinase C (PKC) inhibitor). In addition, PMA (direct PKC activator) potentiated the proliferative effects of SAC similarly to phenylephrine. In essence, these findings suggest that PKC activity plays a crucial role in enhancing SAC-induced cell proliferation. Moreover, the effects of phenylephrine on SAC-induced Ras activity, Raf phosphorylation, and extracellular signal-regulated kinase 2 (ERK2) phosphorylation were investigated. Phenylephrine (or PMA) in combination with SAC did not augment Ras activity, but further increased ERK2 phosphorylation and its upstream B-Raf phosphorylation. These results indicate that PKC activation, triggered by stimulating adrenergic α1 receptors, further amplifies SAC-induced cell proliferation through enhanced ERK2 phosphorylation via increased B-Raf-specific phosphorylation in primary cultured hepatocytes.
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Preparation,solubility,and anti-inflammatory effects of a complex of diphenylcyclopropenone/β-cyclodextrin derivatives as the treatment of alopecia areata 査読あり 国際誌
Inoue, Yutaka / Yoshino, Kaede / Kudo, Suzu / Kodama, Nao / Moteki, Hajime / Kimura, Mitsutoshi
Journal of Pharmacy and Phamaceutical Sciences 27 1 - 15 2024年08月
記述言語：英語
Purpose: To investigate the preparation of inclusion complexes of diphenylcyclopropenone (DPCP)/β-cyclodextrin (β-CD) derivatives using a three-dimensional (3D) ball mill, and verify the inclusion behavior of the solid dispersion. Additionally, we aimed to investigate the effect of DPCP/β-CDs complex formation on the spleens of male C57BL/6 mice in terms of anti-inflammatory effects. Methods: The inclusion complexes of DPCP with β-CD and hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPβCD) were prepared using a 3D ball mill. Powder X-ray diffraction (PXRD) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) were used to evaluate the solid-state properties. The solubility of the prepared DPCP/β-CD and HPβCD complexes and the intermolecular interaction between DPCP and β-CD derivatives in solution were assessed using 1H nuclear magnetic resonance (NMR). Furthermore, the anti-inflammatory effects of DPCPs in the prepared DPCP/CD complexes were investigated using spleens from male C57BL/6 mice, with measurement of interferon gamma (IFN-γ) secretion as an endpoint. Additionally, the protective effects of each drug on NIH-3T3 cells exposed to ultraviolet (UV) irradiation were examined. Results: Solid-state characterization confirmed the formation of inclusion complexes in the 3D ground mixture (3DGM) (DPCP/β-CD = 1/1) and 3DGM (DPCP/HPβCD = 1/1) complexes through PXRD and IR analysis. The solubility of 3DGM (DPCP/β-CD = 1/1) and 3DGM (DPCP/HPβCD = 1/1) was 17.5 μg/mL and 58.4 μg/mL, respectively, indicating higher solubility than that of DPCP alone. NMR analysis of 3DGM samples suggested that DPCP/β-CD and DPCP/HPβCD form inclusion complexes at a molar ratio of 1/1 but with different inclusion modes. Regarding the anti-inflammatory activity of DPCP, 3DGM (DPCP/HPβ-CD) showed anti-inflammatory effects at lower doses compared to 3DGM (DPCP/β-CD) in terms of IFN-γ and NIH-3T3 cells injured by UV irradiation. Conclusion: We successfully formed inclusion complexes of DPCP/β-CD and DPCP/HPβCD using the 3D ground mixture method. NMR analysis suggested that DPCP/β-CD and DPCP/HPβCD form inclusion complexes at a molar ratio of 1/1 but with different inclusion modes. The anti-inflammatory activity of DPCP was more pronounced in 3DGM (DPCP/HPβCD) at lower doses compared to that in 3DGM (DPCP/β-CD), indicating that the HPβCD derivatives were more effective in enhancing the anti-inflammatory properties of DPCP.
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Role of Hepatocyte Growth Regulators in Liver Regeneration 招待あり 査読あり
Kimura M, Moteki H, Ogihara M.
cells 12 ( 208 ) 2023年01月
担当区分：第二著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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Preparation, Characterization, and In Vitro Evaluation of Inclusion Complexes Formed between S-Allylcysteine and Cyclodextrins 査読あり
Tachikawa R, Saito H, Moteki H, Kimura M, Kitagishi H, Arce F Jr, See GL, Tanikawa T, Inoue Y.
OCS Omega 7 ( 35 ) 31233 - 31245 2022年08月
担当区分：第二著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
The present study prepared inclusion complexes of S-allylcysteine (SAC) and cyclodextrin (α, β, γ) by the freeze-drying (FD) method and verified the inclusion behavior of the solid dispersion. Also, the study investigated the effect of SAC/CD complex formation on liver tumor cells. Isothermal titration calorimetry (ITC) measurements confirmed the exothermic titration curve for SAC/αCD, suggesting a molar ratio of SAC/αCD = 1/1, but no exothermic/endothermic reaction was obtained for the SAC/βCD and SAC/γCD system. Powder X-ray diffraction (PXRD) results showed that the characteristic diffraction peaks of SAC and CDs disappeared in FD (SAC/αCD) and FD (SAC/γCD), indicated by a halo pattern. On the other hand, diffraction peaks originating from SAC and βCDs were observed in FD (SAC/βCD). Near-infrared (NIR) absorption spectroscopy results showed that CH and OH groups derived from SAC and OH groups derived from αCD and γCD cavity were shifted, suggesting complex formation due to intermolecular interactions occurring in SAC/αCD and SAC/γCD. Stability test results showed that the stability was maintained with FD (SAC/αCD) over FD (SAC/βCD) and FD (SAC/γCD). In 1H–1H of NOESY NMR measurement, FD (SAC/αCD) was confirmed to have a cross peak at the CH group of the alkene of SAC and the proton (H-3, -5, -6) in the αCD cavity. In FD (SAC/γCD), a cross peak was confirmed at the alkyl group on the carbonyl group side of SAC and the proton (H-3) in the cavity of γCD. From the above, it was suggested that the inclusion mode of SAC is different on FD (SAC/CDs). The results of the hepatocyte proliferation inhibition test using HepG2 cells showed that FD (SAC/βCD) inhibited cell proliferation. On the other hand, FD (SAC/αCD) and FD (SAC/γCD) did not show a significant decrease in the number of viable cells. These results suggest that the difference in the inclusion mode may contribute to the stability and cell proliferation inhibition.
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Cell proliferation effects of S-allyl-L-cysteine are associated with phosphorylation of janus kinase 2, insulin-like growth factor type-I receptor tyrosine kinase, and extracellular signal-regulated kinase 2 in primary cultures of adult rat hepatocytes 査読あり 国際誌
Hajime Moteki, Masahiko Ogihara, Mitsutoshi Kimura
European Journal of Pharmacology 927 175067 2022年05月
担当区分：筆頭著者, 最終著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
The cell proliferation effect of S-allyl-L-cysteine (SAC) and its mechanisms were examined in primary cultures of adult rat hepatocytes. In serum-free cultivation, SAC (10−6 M)-stimulated hepatocytes showed significant proliferation compared to control at 5-h culture; the effect was dependent on the culture time and the dose of SAC (EC50 value 8.58 × 10−8 M). In addition, SAC-stimulated hepatocytes significantly increased mRNA expression levels of c-Myc and c-Fos at 1 h and cyclin B1 at 3.5 and 4 h, respectively. In contrast, alliin and allicin, structural analogs of SAC, did not show these effects observed with SAC. The SAC-induced hepatocyte proliferation effects were completely suppressed by monoclonal antibodies against growth hormone receptor and insulin-like growth factor type-I (IGF-I) receptor, respectively. Furthermore, the Janus kinase 2 (JAK2) inhibitor TG101209, phospholipase C (PLC) inhibitor U-73122, IGF-I receptor tyrosine kinase (RTK) inhibitor AG538, PI3 kinase inhibitor LY294002, MEK inhibitor PD98059, and mTOR inhibitor rapamycin completely suppressed the SAC-induced hepatocyte proliferation. JAK2 (p125 kDa) phosphorylation in cultured hepatocytes peaked 5 min after SAC stimulation. SAC-induced IGF-I RTK (p95 kDa) and ERK2 (p42 kDa) phosphorylation had slower rises than JAK2, peaking at 20 and 30 min, respectively. These results indicate that SAC promoted cell proliferation by growth hormone receptor/JAK2/PLC pathway activation followed by activation of the IGF-I RTK/PI3K/ERK2/mTOR pathway in primary cultures of adult rat hepatocytes.
講演・口頭発表等 【 表示 ／ 非表示 】
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ラット初代培養肝実質細胞における甲状腺ホルモン類の細胞増殖促進作用に関する検討
茂木 肇、秋元 美穂、稲井 慧、荻原 政彦、木村 光利
日本薬学会第144年会（横浜） 2024年03月 日本薬学会
開催年月日： 2024年03月
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：パシフィコ横浜 国名：日本国
【目的】エリスロポエチン（EPO）は、赤血球の分化・増殖を促進する造血因子の一種で、貧血や組織の低酸素状態に応答して腎臓で産生が誘導される。さらに、EPOは、肝細胞の増殖促進にも関与していることが、部分肝切除ラットを用いた肝再生研究により明らかとなっている。EPOの肝細胞増殖促進作用は、JAK-STAT経路やMAPK経路などが関与していると推測されているが、その詳細な細胞内シグナル伝達機構は不明である。そこで、本研究では、成熟ラット初代培養肝実質細胞を用いてEPOの細胞増殖促進作用機構について薬理学的に検討した。
【方法】In situコラゲナーゼ還流法によりWistar雄性ラットから単離・精製した肝実質細胞をcollagen-coated plastic dishに播種した。細胞接着後、無血清培地に交換し、EPOや種々の特異的シグナル伝達因子阻害薬を添加し、一定時間培養した。培養後、肝実質細胞の核数およびDNA合成能を測定し、これを細胞増殖の指標とした。
【結果および考察】EPOは、初代培養肝実質細胞に対して、用量および培養時間に依存して細胞増殖促進作用を示した。EPO誘発肝実質細胞増殖促進作用は、JAK2（TG101209）、PLC（U-73122）およびMEK（PD98059）に対する特異的シグナル伝達因子阻害薬によって有意に阻害された。一方、特異的STAT3/5阻害薬（SH-4-54）は、EPOの肝細胞増殖促進作用に対し有意な抑制効果は認められなかった。これらの結果から、初代培養肝実質細胞におけるEPOの細胞増殖促進作用は、JAK2/PLC/MEKを回することが明らかとなった。 -
成熟ラット初代培養肝実質細胞におけるエリスロポエチンの細胞増殖促進作用に関する検討
叶 友嘉、植木 里奈、野中 春亜、大野 洸、茂木 肇、荻原 政彦、木村 光利
日本薬学会第144年会（横浜） 2024年03月 日本薬学会
開催年月日： 2024年03月
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：パシフィコ横浜 国名：日本国
【目的】エリスロポエチン（EPO）は、赤血球の分化・増殖を促進する造血因子の一種で、貧血や組織の低酸素状態に応答して腎臓で産生が誘導される。さらに、EPOは、肝細胞の増殖促進にも関与していることが、部分肝切除ラットを用いた肝再生研究により明らかとなっている。EPOの肝細胞増殖促進作用は、JAK-STAT経路やMAPK経路などが関与していると推測されているが、その詳細な細胞内シグナル伝達機構は不明である。そこで、本研究では、成熟ラット初代培養肝実質細胞を用いてEPOの細胞増殖促進作用機構について薬理学的に検討した。
【方法】In situコラゲナーゼ還流法によりWistar雄性ラットから単離・精製した肝実質細胞をcollagen-coated plastic dishに播種した。細胞接着後、無血清培地に交換し、EPOや種々の特異的シグナル伝達因子阻害薬を添加し、一定時間培養した。培養後、肝実質細胞の核数およびDNA合成能を測定し、これを細胞増殖の指標とした。
【結果および考察】EPOは、初代培養肝実質細胞に対して、用量および培養時間に依存して細胞増殖促進作用を示した。EPO誘発肝実質細胞増殖促進作用は、JAK2（TG101209）、PLC（U-73122）およびMEK（PD98059）に対する特異的シグナル伝達因子阻害薬によって有意に阻害された。一方、特異的STAT3/5阻害薬（SH-4-54）は、EPOの肝細胞増殖促進作用に対し有意な抑制効果は認められなかった。これらの結果から、初代培養肝実質細胞におけるEPOの細胞増殖促進作用は、JAK2/PLC/MEKを回することが明らかとなった。 -
成熟ラット初代培養肝実質細胞におけるS-allyl-L-cysteineの成長ホルモン受容体結合に関する検討
茂木 肇、荻原 政彦、木村 光利
第97回日本薬理学会年会／第44回日本臨床薬理学会学術総会 2023年12月 日本薬理学会／日本臨床薬理学会
開催年月日： 2023年12月
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：神戸国際会議場 国名：日本国
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ラット初代培養肝実質細胞におけるS-allyl-L-cysteine誘発ERK2リン酸化活性に対するα1アドレナリン作動薬の増強作用
茂木 肇、荻原 政彦、木村 光利
日本薬学会第143年会（札幌） 2023年03月 日本薬学会
開催年月日： 2023年03月
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：北海道大学 国名：日本国
【目的】S-Allyl-L-cysteine（SAC）は、ニンニクの熟成過程でその含有量が増加する含硫アミノ酸である。我々は、以前にSACが成熟ラット初代培養肝実質細胞内に含まれるインスリン様増殖因子1（IGF-I）の分泌を促進させることで、肝実質細胞の増殖促進作用を明らかとした。一方、IGF-Iは、ERK2リン酸化活性を介する肝実質細胞増殖促進が認められており、更にその効果はα1アドレナリン作動薬により増強することが示唆されている。即ち、SACにより誘発されたERK1/2リン酸化活性もα1アドレナリン作動性調整を受ける可能性が考えられた。そこで、ラット初代培養肝実質細胞において、α1受容体およびその下流のシグナル伝達因子を刺激する薬物が、SAC誘発ERK2リン酸化活性にどのような影響を及ぼすのかを検討した。
【方法】SACとα１作動薬との共存下における初代培養肝実質細胞のMAPK（ERK1/2）活性を、抗リン酸化ERK1/2抗体を用いたWestern blotting解析法にて測定し、比較検討した。
【結果・考察】SACは、その単独刺激30分後において初代培養肝実質細胞のERK2リン酸化活性を促進させた。これに対し、SACによるERK1リン酸化促進作用は、認められなかった。一方、α１作動薬であるフェニレフリンやプロテインキナーゼC（PKC）活性薬であるTPAは、単独では、ERK2のリン酸化を促進しなかったが、SACとの併用によりERK2リン酸化活性の増強が認められた。更に、これらの増強効果は、PKCの特異的阻害薬であるGF109203Xにより抑制された。これらの結果から、SACによるERK2リン酸化促進作用は、α1アドレナリン作動性の増強を受け、その増強効果は、活性化したPKCがSACの増殖シグナルにおけるERK2の上流で相互作用していることが認められた。 -
成熟ラット初代培養肝実質細胞におけるS-allyl-L-cysteineのIGF-I受容体チロシンキナーゼリン酸化活性促進作用に関する検討
茂木 肇、荻原 政彦、木村 光利
第95回日本薬理学会年会／第43回日本臨床薬理学会学術総会 2022年12月 日本薬理学会／日本臨床薬理学会
開催年月日： 2022年11月 - 2022年12月
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：パシフィコ横浜 国名：日本国
科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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生体肝移植後の肝再生現象に対する甲状腺ホルモンの作用の検討とその分子機構の解明
研究課題/領域番号：23K08036 2023年04月 - 2026年03月
学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究C
木村 光利
担当区分：研究分担者 資金種別：競争的資金
配分額：4680000円
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初代培養肝実質細胞の増殖に対するS-アリル-L-システインの効果に関する研究
研究課題/領域番号：20K16011 2021年04月 - 2023年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究
茂木 肇
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：4030000円 （ 直接経費：3100000円 、 間接経費：930000円 ）
私は、これまで、肝再生の分子機構の解明の一端として、初代培養肝実質細胞（in vitro実験系）および部分肝切除動物（in vivo実験系）を用いて、肝再生促進薬の探索、候補薬の細胞増殖作用機構およびアドレナリン作動性調節機構との関連性について検討してきた。一連の研究の中で、熟成ニンニクに含まれるS-allyl-L-cysteine（SAC）が、部分肝切除ラットの肝再生を促進させることを見出した。これを応用すれば生体肝移植後の肝再生を促進させる新薬として患者のQOLを大きく向上させる期待できる。しかし、SACがどのような細胞内シグナル伝達機構により細胞増殖促進作用を促進させているのかは不明である。本研究では、成熟ラット初代培養肝実質細胞におけるSACの細胞増殖促進作用機構およびアドレナリン作動性調節機構との関連性について薬理学的手法（DNA合成能解析）、生化学的手法（western blot解析法）および分子生物学的手法（リアルタイム-PCR解析法）により検討する。
担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】
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薬学総合演習A
2024年04月 - 現在
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細胞生理学
2020年04月 - 現在
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統合演習
2019年04月 - 現在
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薬学実習Ｅ
2018年04月 - 現在
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薬学実習Ｂ
2018年04月 - 現在
社会貢献活動 【 表示 ／ 非表示 】
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2021年度 ひらめき☆ときめきサイエンス 「初代培養肝実質細胞の増殖に影響を及ぼすくすりの効果を観察しよう！」
役割：講師, 運営参加・支援
2021年08月
対象： 高校生
種別：セミナー・ワークショップ
2021年8月10日（火）、12日（木）、14日（土）の3日間、城西大学薬学部において、2021年度ひらめき☆ときめきサイエンス～ようこそ大学の研究室へ～KAKENHI「初代培養肝実質細胞の増殖に影響を及ぼすくすりの効果を観察しよう！」が開催され、応募のありました高等学校（1～3年生）の中で、抽選で選ばれた生徒さん合計9名とその保護者2名が講義と実習を体験しました。
本学薬学部は、独立行政法人日本学術振興会の採択を受けて3年ぶりに本プログラムを実施致しました。今年度は、研究代表者の木村 光利教授の研究グループが中心となって、コロナ感染症拡大防止の観点と生徒さんの理解度並びに使用する機器やスペースを考慮して、同一プログラムを3日間行い、ほぼマンツーマンで対応することにしました。
各日、生徒さんたちは、事前10日前からの健康チェックシートと交換に、薬学部棟21号館1階にて、薬学部長若しくは薬学科主任の開会の挨拶の後、科研費の説明および研究テーマと実験プログラムに関連する講義を受け、午後には6階の臨床薬理学講座で主に体験実習に参加しました。 -
平成27年度「スーパーサイエンスハイスクール」－城西大学薬学部で学ぶ「生命と薬」－
役割：講師, 運営参加・支援
城西大学薬学部 2015年10月
対象： 高校生
種別：セミナー・ワークショップ
熊谷女子高等学校の1,2年生を対象に、くすりに関するテーマで体験実習を行った。平成27年度は「薬物の吸収過程と腸管の運動に影響を及ぼすくすりの効果を観察しよう」をテーマに、体験実習を行った。参加者は、マウスに、予め腸管の動きをコントロールする薬物(副交感神経作動
薬と遮断薬)をそれぞれ投与し、そのマウスに目的となる色のついた懸
濁薬液を飲ませ、麻酔下で開腹して、それらの消化管内の移動状態を
観察し、消化管の運動を調節する薬と薬物の吸収過程について学習し
てもらった。また、消化管の摘出操作（解剖）を通して、マウスの内臓
の構造やはたらき及び生命倫理について学習してもらった。 -
平成27年度「ひらめき☆ときめきサイエンス」－ようこそ大学の研究室へー
役割：講師, 運営参加・支援
2015年07月
種別：セミナー・ワークショップ
独立行政法人、日本学術振興会の委託を受けて、首都圏の高等学校から応募のあった高校生を対象に、「腸管の運動に影響を及ぼすくすりの効果を観察しよう！」をテーマに体験実習を行った。体験実習の参加者には、マウスの腸管平滑筋を生体の体内と同様の環境を人工的に作った装置の中で生かした条件下で、色々な薬物、特に自律神経系に作用する薬物を添加して、小腸の応答性を観察し、これらの運動が自律神経系によって調節されていることを学習してもらった。この体験実習を通して、実験動物に対する感謝を含む生命倫理について学習してもらった。
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平成26年度「スーパーサイエンスハイスクール」－城西大学薬学部で学ぶ「生命と薬」－
役割：講師, 運営参加・支援
2014年10月
種別：セミナー・ワークショップ
熊谷女子高等学校の1,2年生を対象に、くすりに関するテーマで体験実習を行った。平成26年度は「血液中のブドウ糖濃度をコントロールしよう！」をテーマに、体験実習を行った。参加者は、糖尿病誘発マウスにアドレナリンやインスリンを投与して、それぞれのマウスの血糖値を測定することにより、血糖値の調節に関係しているホルモンの作用について学習してもらった。さらに、参加者には、実験動物に対する感謝を含む生命倫理についても学習してもらった。
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平成26年度「ひらめき☆ときめきサイエンス」－ようこそ大学の研究室へ－
役割：講師, 運営参加・支援
2014年08月
種別：セミナー・ワークショップ
独立行政法人、日本学術振興会の委託を受けて、首都圏の高等学校から応募のあった高校生を対象に、「麻酔薬の効果と薬物相互作用を観察しようⅡ」をテーマに体験実習を行った。体験実習の参加者には、マウスに様々の用量の全身麻酔薬を投与し、その効果（睡眠に至るまでの時間など）について観察してもらった。また、この体験実習を通して、実験動物に対する感謝を含む生命倫理について学習してもらった。
学内活動 【 表示 ／ 非表示 】
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2022年04月 - 現在 動物実験委員会 (全学委員会)
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2021年04月 - 現在 OSCE委員会 (部局内委員会)
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2019年04月 - 現在 基礎薬学教育委員会 (部局内委員会)
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2018年04月 - 現在 入試実施委員会 (部局内委員会)
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2010年04月 - 現在 薬学啓発委員会 (部局内委員会)