生理学は生体のはたらきとそのメカニズムを探求する学問です。
１年生を対象とする「細胞生物学」では、生体膜のはたらきや、興奮性細胞の活動を制御する膜電位の成り立ちについて解説します。続いて2年生までにわたる「生理学講義」では、生体が外界からの情報を受けとり内部の恒常性を保つ機構につき、分子細胞レベルのミクロな知見から器官システムのマクロな知見まで、統合して理解することを目指します。主に循環?内分泌?腎臓?血液?消化吸収?自律神経系を担当します。「生理学実習」では自ら取得するデータをもとに講義内容の理解を深める機会を設けます。3年生の「器官系別講義」では内分泌代謝系?循環器系?消化器系の一部を担当し、「内科学総論　臨床手技」では血圧や脈拍の測定を実践に繋げます。

血糖調節機構と腎機能を中心に、生体が外界の変動に反応して内部環境を調節するシステムについて、細胞機序の解析を通して解明をはかります。
膵内分泌組織のはたらきは生体の糖代謝に深く関わり、その異常は糖尿病の主な成因の一つです。我々はインスリン分泌機構の解明に向けて、2光子イメージングや電気生理学的手法を膵島に応用し、分泌の最終過程にあたる「開口放出」の研究を進めました。現在は開口放出の前段階にあたる「分泌小胞の動態」や「代謝」にも着目し、高速共焦点顕微鏡を基軸とした画像解析手法を開発しながら分泌制御機構の解明に向けて取り組んでいます。
新しい計測手法の開発を通して初めて明らかになる生体現象をとらえ、それらが基づく因果的依存関係の解明を目指しています。これらの基礎的な研究を通して、糖尿病の病態解明や治療法開発の基盤となる知見の獲得も心がけています。実験は通常、分子生物学的手法、免疫組織的検討、細胞培養、遺伝子導入、発生工学など多様な方法を組み合わせて実施します。

Single-molecule analysis of intracellular insulin granule behavior and its application to analyzing cytoskeletal dependence and pathophysiological implications.
Hatakeyama H, Oshima T, Ono S, Morimoto Y, Takahashi N.
Front Physiol. 2023 Dec 6;14:1287275.

Effects of roxadustat on erythropoietin production in the rat body.
Yasuoka Y, Izumi Y, Fukuyama T, Omiya H, Pham TD, Inoue H, Oshima T, Yamazaki T, Uematsu T, Kobayashi N, Shimada Y, Nagaba Y, Yamashita T, Mukoyama M, Sato Y, Wall SM, Sands JM, Takahashi N, Kawahara K, Nonoguchi H.
Molecules. 2022 Feb 8;27(3):1119.
 
Mechanical actions of dendritic-spine enlargement on presynaptic exocytosis.
Ucar H, Watanabe S, Noguchi J, Morimoto Y, Iino Y, Yagishita S, Takahashi N, Kasai H.
Nature. 2021 Dec 23;600(7890):686-689.
 
Effects of angiotensin II on erythropoietin production in the kidney and liver.
Yasuoka Y, Izumi Y, Fukuyama T, Inoue H, Oshima T, Yamazaki T, Uematsu T, Kobayashi N, Shimada Y, Nagaba Y, Mukoyama M, Sato Y, Sands JM, Kawahara K, Nonoguchi H.
Molecules. 2021 Sep 5;26(17):5399.
 
MEK/ERK signaling in β-Cells bifunctionally regulates β-Cell mass and glucose-stimulated insulin secretion response to maintain glucose homeostasis.
Matsumoto-Ikushima Y, Awazawa M, Kobayashi N, Osonoi S, Takemiya S, Kobayashi H, Suwanai H, Morimoto Y, Soeda K, Adachi J, Muratani M, Charron J, Mizukami H, Takahashi N, Ueki K.
Diabetes. 2021 July;70:1519-1535.
 
Melanophilin accelerates insulin granule fusion without predocking to the plasma membrane.
Wang H, Mizuno K, Takahashi N, Kobayashi E, Shirakawa J, Terauchi Y, Kasai H, Okunishi K, Izumi T.
Diabetes. 2020 Dec;69(12):2655-2666.
 
Two-photon fluorescence lifetime imaging of primed SNARE complexes in presynaptic terminals and β cells.
Takahashi N, Sawada W, Noguchi J, Watanabe S, Ucar H, Hayashi-Takagi A, Yagishita S, Ohno M, Tokumaru H, Kasai H.
Nat Commun. 2015 Oct 6;6:8531.

SNARE conformational changes that prepare vesicles for exocytosis.
Takahashi N, Hatakeyama H, Okado H, Noguchi J, Ohno M, Kasai H.
Cell Metab. 2010 Jul 7;12(1):19-29.

Two cAMP-dependent pathways differentially regulate exocytosis of large dense-core and small vesicles in mouse beta-cells.
Hatakeyama H, Takahashi N, Kishimoto T, Nemoto T, Kasai H.
J Physiol. 2007 Aug 1;582(Pt 3):1087-98.

Fusion pore dynamics and insulin granule exocytosis in the pancreatic islet.
Takahashi N, Kishimoto T, Nemoto T, Kadowaki T, Kasai H.
Science. 2002 Aug 23;297(5585):1349-52.