細胞生理学

2年

2.00単位

セメスタ指定なし

西口　慶一、神谷　貞浩

日本語

東金キャンパス

　生物をミクロなレベルで理解するために、細胞の機能や活動を支える生体膜や、タンパク質（主に受容体、細胞内情報伝達分子）などの機能・役割について基本的知識を修得する。また同時に、これら細胞の基本的なパーツが組織化された細胞、組織、または臓器の間に構築される、生体中のダイナミックな情報ネットワーク機構を学び、生命活動における恒常性維持の重要性について、物質や細胞レベルで理解する。

【必修科目】
① 科目名：細胞生理学（Cellular Physiology）
② 授業形態：講義、チュートリアル、演習・宿題（SGD）。対面式授業（オンライン、オンデマンド授業を含め実施する場合は、JIU Portal等にて連絡します。）
③ 授業内容：
　生命の基本単位である細胞における生体膜の構造と機能について基本的知識を修得し、生体膜／膜タンパク質を介した物質の移動（透過や輸送）について理解する。細胞外情報を細胞内に伝え応答する仕組みについて、受容体・情報伝達物質・セカンドメッセンジャーなどを学ぶことで、巧妙に制御される情報伝達と生命の恒常性の維持に果たす役割を理解する。薬物の作用点となりうる細胞生理学的イベントを理解することで、病態解析学・薬物治療学・薬理学の統合授業の基盤となる生理化学的観点を学ぶ。
　毎回の授業で行われる、講義内容のポイントや薬剤師国家試験過去問を含めたミニテストを解くことにより、専門用語を理解し、学習すべき必要最低限のレベルを認識する。また、判明した弱点を復習し、理解を深める。

【授業形態について】
● 新型コロナウイルス感染状況拡大により完全オンデマンドとなる場合があります。この場合、次の要領で授業を実施します。◎第１回 - 第４回、第６回 - 第１１回、および第１３回目の授業については、動画を配信します。また同時に、各回授業時のミニテストに関する課題をmanabaにて出しますので、解答をmanaba経由でWeb提出をしてください。このWeb提出を授業への「出席」とみなします。なお、課題のWeb提出の締切りを各回授業動画配信の１週間後とします（→1週間を過ぎてから提出した場合、「欠席」となりますのでご注意ください）。
◎第５回、第１２回の理解度確認演習（１）、（２）については、授業当日の「同時双方向型」（リアルタイム配信）、解説はオンデマンド型で行います。
◎授業に関する Webex meeting のURL、連絡事項については、JIU portal あるいは manaba 等に提示しますので、確認してください。

＜規定外履修者の方へ＞
● 時間割を見て、授業に参加できる場合は参加してください。重複により参加できない場合は神谷まで連絡してください。

第1回 膜の重要性、膜の構造と構成成分
　生命の基本単位である細胞の内部と外部を区画する細胞膜は、物質輸送や情報伝達においてもさまざまな役割を果たす。細胞膜（生体膜）はリン脂質を中心とする脂質分子、膜に埋め込まれたタンパク質から構成され、脂質二重層を形成している。生命活動における生体膜の重要性、また生体膜の構造や構成成分の構造的／機能的特徴を知り、生命活動に果たす役割を説明できる。
・テキスト：19-22、54-55、365-376、495-498ページ

[SBO: C23500] 多彩な機能をもつタンパク質（酵素、受容体、シグナル分子、膜輸送体、運搬・輸送タンパク質、貯蔵タンパク質、構造タンパク質、接着タンパク質、防御タンパク質、調節タンパク質）を列挙し概説できる。
[関連SBO: H08400] 細胞膜の構造と性質について概説できる。（薬学基礎生物より）

【事前学習（1.5h）】 事前にテキストの該当箇所を読み、学習の目標を理解するとともに、専門用語などについて調べておくことが望ましい。

【事後学習（2.5h）】 授業後にテキストの該当箇所を読み、授業中に出てきたキーワードやポイント、専門用語などについて整理し、復習しておくこと、また、ミニテストを活用し、理解を深めることが望ましい。

第2回 膜の性質と物質移動
　脂質二重層を形成する生体膜は、構成分子の水に対する親和性の違いから、特徴的な性質を有する。そのため、生体膜を透過する様式は物質によって大きく異なる。膜の性質と物質透過性の関係を知り、膜を介した物質移動の役割を説明できる。
・テキスト：365-374、389-393ページ

[関連SBO: H08400] 細胞膜の構造と性質について概説できる。（薬学基礎生物より）
[関連SBO: E25000] 薬物の生体膜透過における単純拡散、促進拡散および能動輸送の特徴を説明できる。（医療薬剤学Iより）

【事前学習（1.5h）】 事前にテキストの該当箇所を読み、学習の目標を理解するとともに、専門用語などについて調べておくことが望ましい。

【事後学習（2.5h）】 授業後にテキストの該当箇所を読み、授業中に出てきたキーワードやポイント、専門用語などについて整理し、復習しておくこと、また、ミニテストを活用し、理解を深めることが望ましい。

第3回 膜輸送と膜タンパク質
　生体膜を「透過」できない物質は、機能的な膜タンパク質により生体膜を「通過」することができる。生体膜の性質と膜輸送を仲介する機能性タンパク質との関係を知り、生体膜を介した物質移動の役割を説明できる。
・テキスト：392-402ページ

[SBO: C24200] 膜輸送体の種類、構造、機能を説明できる。

【事前学習（1.5h）】 事前にテキストの該当箇所を読み、学習の目標を理解するとともに、専門用語などについて調べておくことが望ましい。

【事後学習（2.5h）】 授業後にテキストの該当箇所を読み、授業中に出てきたキーワードやポイント、専門用語などについて整理し、復習しておくこと、また、ミニテストを活用し、理解を深めることが望ましい。

第4回 膜タンパク質を介した細胞接着
　細胞は膜タンパク質を介した細胞間の接着あるいは細胞外のタンパク質への接着により、物質／情報の交換や組織の構築などを行っている。細胞接着に関わる機能性タンパク質を知り、生命活動に果たす役割を説明できる。
・テキスト：691-708ページ

[SBO: C23500] 多彩な機能をもつタンパク質を列挙し概説できる。
[SBO: C27100] 細胞間コミュニケーションにおける情報伝達様式を説明できる。
[SBO: C27700] 細胞間の接着構造、主な細胞接着分子の種類と特徴を説明できる。
[SBO: C27800] 主な細胞外マトリックス分子の種類と特徴を説明できる。

【事前学習（1.5h）】 事前にテキストの該当箇所を読み、学習の目標を理解するとともに、専門用語などについて調べておくことが望ましい。

【事後学習（2.5h）】 授業後にテキストの該当箇所を読み、授業中に出てきたキーワードやポイント、専門用語などについて整理し、復習しておくこと、また、ミニテストを活用し、理解を深めることが望ましい。

第5回 理解度確認演習（１）
　演習：第１回〜第５回の講義内容に関する理解度を測定する演習、および解説
【授業形態】演習、解説

【事前学習（3h）】 第1回-第5回の授業内容に関するテキストの該当箇所を読み、配布資料（プリント、ミニテスト）等を活用して復習しておくことが望ましい。

【事後学習（1h）】 理解度確認演習で判明した弱点（解答が不明であった点、解答に自信がない点 など）を、テキストや配布資料等を用いて復習・補習し、理解を深める。

第6回 情報伝達概説
　多細胞生物は、細胞間の情報伝達を行い、複数の細胞レベルで適切に応答することにより、個体の恒常性を維持している。恒常性維持のために必要な生体内情報伝達について、概説できる。
・テキスト：533-542ページ

[SBO: C27100] 細胞間コミュニケーションにおける情報伝達様式を説明できる。

【事前学習（1.5h）】 事前にテキストの該当箇所を読み、学習の目標を理解するとともに、専門用語などについて調べておくことが望ましい。

【事後学習（2.5h）】 授業後にテキストの該当箇所を読み、授業中に出てきたキーワードやポイント、専門用語などについて整理し、復習しておくこと、また、ミニテストを活用し、理解を深めることが望ましい。

第7回 受容体の構造と機能
　細胞には、細胞外情報を見分けるために受容体という装置が存在する。受容体の構造と機能について知り、情報伝達方法の違いを分類することで、受容体が生体内情報伝達に果たす役割を説明できる。
・テキスト：403-409、418-419、543-545ページ

[SBO: C27200] 細胞膜チャネル内蔵型受容体を介する細胞内情報伝達について説明できる。
[SBO: C27300] 細胞膜受容体からG タンパク系を介する細胞内情報伝達について説明できる。
[SBO: C27400] 細胞膜受容体タンパク質などのリン酸化を介する細胞内情報伝達について説明できる。

【事前学習（1.5h）】 事前にテキストの該当箇所を読み、学習の目標を理解するとともに、専門用語などについて調べておくことが望ましい。

【事後学習（2.5h）】 授業後にテキストの該当箇所を読み、授業中に出てきたキーワードやポイント、専門用語などについて整理し、復習しておくこと、また、ミニテストを活用し、理解を深めることが望ましい。

第8回 Gタンパク質共役型受容体、セカンドメッセンジャー
　細胞間情報伝達物質を細胞膜で受け止める機構の一つに、Gタンパク質共役型受容体が存在する。細胞外情報を細胞内情報に変換する機構や、細胞内情報伝達を行う反応様式など、Gタンパク質を介した情報伝達ついて説明できる。また、細胞内情報伝達を実行するために、さまざまな情報変換反応が存在する。細胞内で情報を伝える低分子物質であるセカンドメッセンジャーについて分類し、情報伝達に果たす役割について説明できる。
・テキスト：545-557ページ

[SBO: C27300] 細胞膜受容体からG タンパク系を介する細胞内情報伝達について説明できる。
[SBO: C27500] 細胞内情報伝達におけるセカンドメッセンジャーについて説明できる。
[SBO: J15801] リン脂質の生合成および代謝経路を細胞内情報伝達系との関連性から概説できる。
[SBO: C16900] リン化合物（リン酸誘導体など）および硫黄化合物（チオール、ジスルフィド、チオエステルなど）の構造と化学的性質を説明できる。
[SBO: C17000] リン化合物（リン酸誘導体など）および硫黄化合物（チオール、ジスルフィド、チオエステルなど）の生体内での機能を化学的性質に基づき説明できる。

【事前学習（1.5h）】 事前にテキストの該当箇所を読み、学習の目標を理解するとともに、専門用語などについて調べておくことが望ましい。

【事後学習（2.5h）】 授業後にテキストの該当箇所を読み、授業中に出てきたキーワードやポイント、専門用語などについて整理し、復習しておくこと、また、ミニテストを活用し、理解を深めることが望ましい。

第9回 キナーゼ関連型受容体
　細胞内情報伝達を実行するために、さまざまな情報変換反応が存在する。細胞内で情報を伝えるタンパク質リン酸化カスケードについて知り、情報伝達に果たす役割について説明できる。
・テキスト：557-569ページ

[SBO: C27400] 細胞膜受容体タンパク質などのリン酸化を介する細胞内情報伝達について説明できる。
[SBO: C16900] リン化合物（リン酸誘導体など）および硫黄化合物（チオール、ジスルフィド、チオエステルなど）の構造と化学的性質を説明できる。
[SBO: C17000] リン化合物（リン酸誘導体など）および硫黄化合物（チオール、ジスルフィド、チオエステルなど）の生体内での機能を化学的性質に基づき説明できる。

【事前学習（1.5h）】 事前にテキストの該当箇所を読み、学習の目標を理解するとともに、専門用語などについて調べておくことが望ましい。

【事後学習（2.5h）】 授業後にテキストの該当箇所を読み、授業中に出てきたキーワードやポイント、専門用語などについて整理し、復習しておくこと、また、ミニテストを活用し、理解を深めることが望ましい。

第10回 膜電位
　イオンチャネルの働きによりイオンの流出入を引き起こすと、生体膜上の電位の変化をもたらす。膜を介した電位性変化が細胞内情報伝達に果たす役割について説明できる。
・テキスト：403-422ページ

[SBO: C27200] 細胞膜チャネル内蔵型受容体を介する細胞内情報伝達について説明できる。

【事前学習（1.5h）】 事前にテキストの該当箇所を読み、学習の目標を理解するとともに、専門用語などについて調べておくことが望ましい。

【事後学習（2.5h）】 授業後にテキストの該当箇所を読み、授業中に出てきたキーワードやポイント、専門用語などについて整理し、復習しておくこと、また、ミニテストを活用し、理解を深めることが望ましい。

第11回 核内受容体
　脂溶性の高い細胞外情報伝達物質は、生体膜を容易に透過し、直接核内に存在する受容体に働きかけ、遺伝子発現を介した情報変換反応を引き起こすものがある。核内受容体の構造と機能について知り、情報伝達に果たす役割を説明できる。
・テキスト：279-282、500-506、537-538、565-567ページ

[SBO: C27600] 細胞内（核内）受容体を介する細胞内情報伝達について説明できる。

【事前学習（1.5h）】 事前にテキストの該当箇所を読み、学習の目標を理解するとともに、専門用語などについて調べておくことが望ましい。

【事後学習（2.5h）】 授業後にテキストの該当箇所を読み、授業中に出てきたキーワードやポイント、専門用語などについて整理し、復習しておくこと、また、ミニテストを活用し、理解を深めることが望ましい。

第12回 理解度確認演習（２）
　演習：第６回〜第11回の講義内容に関する理解度を測定する演習、および解説
【授業形態】演習、解説

【事前学習（3h）】 第17回-第512回の授業内容に関するテキストの該当箇所を読み、配布資料（プリント、ミニテスト）等を活用して復習しておくことが望ましい。

【事後学習（1h）】 理解度確認演習で判明した弱点（解答が不明であった点、解答に自信がない点 など）を、テキストや配布資料等を用いて復習・補習し、理解を深める。

第13回 膜動輸送 〜分泌と取込み〜
　細胞内で生合成されたペプチドホルモンは、分泌小胞を介して細胞外へと分泌される。一方、細胞膜受容体に結合したリポタンパク質は、受容体もろとも膜に包まれた小胞として細胞内へ取込まれる。この膜動輸送の起こる事象とその機構、さらには生命活動に果たす役割について説明できる。
・テキスト：495-528ページ

[SBO: C22300] エンドサイトーシスとエキソサイトーシスについて説明できる。
[SBO: C23600] タンパク質の翻訳後の成熟過程（細胞小器官間の輸送や翻訳後修飾）について説明できる。
[SBO: C23700] タンパク質の細胞内での分解について説明できる。

【事前学習（1.5h）】 事前にテキストの該当箇所を読み、学習の目標を理解するとともに、専門用語などについて調べておくことが望ましい。

【事後学習（2.5h）】 授業後にテキストの該当箇所を読み、授業中に出てきたキーワードやポイント、専門用語などについて整理し、復習しておくこと、また、ミニテストを活用し、理解を深めることが望ましい。

● ２回の理解度確認演習、定期末試験※ に、授業への取り組み（レポート等の提出物）を加味して評価する。理解度確認演習(概ね30%)、定期試験(概ね70%)。
● 定期末試験までの総合評価で合格基準を超えなかった学生には、再試験※（筆記試験 100%）を行う。
※：定期末試験および再試験については対面式を予定していますが、新型コロナウイルス感染拡大の状況によりGoogleフォームなどを用いたオンラインでの試験に切り替える場合があります。

● 試験終了後、ポイントや解説等を JIU Portal等へ掲示します。また、２回の理解度確認演習の後、当該授業内でポイント説明や解説講義を行います。

Essential 細胞生物学第5版

ブルース・アルバーツほか著 中村桂子・松原謙一 監訳

南江堂

978-4-524-22682-5

2021年出版/8,000円＋税

「トートラ人体の構造と機能 第5版」 ジェラルド・J・トートラほか著 桑木共之ほか共訳 (丸善/2019年出版/10,000円＋税)
「イラストレイテッド　ハーパー・生化学 原書30版」R. K. Murray ほか著 清水孝雄 監訳 (丸善/2016年出版 /7,900円＋税)
「基礎から学ぶ生物学・細胞生物学 第３版」 和田 勝　（羊土社/2015年出版/3200円+税）
「絵ときシグナル伝達入門」 服部成介著 (羊土社/2010年出版/3,2000円＋税)
「細胞生物学」 堅田利明 編集 (廣川書店/2007年出版/4,000円＋税)
「分子生物学講義中継Part2」 井出利憲著 (羊土社/2003年出版/3,700円＋税)

分子細胞生物学研究室（K棟５階）

○授業についての質問については、下記のオフィスアワーを活用してください。
神谷、西口（共通）：木曜・金曜の昼休みに対面（神谷：K501、西口：K502）またはオンライン（Webex）にて対応します（要予約）。

https://www.jiu.ac.jp/visitors/students/detail/id=1001