癌症は世界的に重大な公衆衛生上の課題であり、その発生および進展のメカニズムは極めて複雑です。長年にわたり、腫瘍微小環境（tumor microenvironment，TME）の免疫、炎症、血管新生などのプロセスが広く注目され、腫瘍の生物学的挙動の重要な決定要因と見なされてきました。近年、「がん神経科学（cancer neuroscience）」という新たな学際分野が誕生し、神経系が神経伝達物質や神経ペプチドなどによって腫瘍の発展を調節し、また神経－腫瘍細胞間の直接または間接的な相互作用を通じて、腫瘍の成長・転移・浸潤に影響することが明らかになってきました。「末梢神経浸潤（perineural invasion, PNI）」など神経関連現象が注目されているものの、腫瘍疾患における「神経浸潤」の...
1. 学術的背景と研究動機 近年、シングルセルRNAシーケンシング（single-cell RNA sequencing、scRNA-seq）は、生命科学および医学研究分野における画期的な技術の一つとなっており、研究者は細胞単位で多くの細胞間の転写レベルの微妙な差異を捉えることが可能となっています。この技術は細胞生物学を大いに豊かにし、細胞分化、発生、疾患発症メカニズムの理解に重大な意義を持ちます。scRNA-seqデータに基づき、遺伝子調節ネットワーク（gene regulatory networks, GRNs）を推定し、転写因子と標的遺伝子間の複雑な調節関係を明らかにすることは、現在のバイオインフォマティクスやシステムバイオロジーの中でも鍵となる課題です。 しかし、scRNA-seqデ...
単細胞RNAシーケンス（scRNA-seq）技術は、単細胞解像度で高スループットなトランスクリプトーム解析を可能にし、細胞生物学の研究を大きく進展させました。しかし、scRNA-seq技術の重要な制約は、組織を解離する必要があるため、細胞の組織内における元の空間位置情報が失われることです。空間トランスクリプトミクス（Spatial Transcriptomics, ST）技術は、正確な空間遺伝子発現マップを提供できますが、遺伝子検出数、コスト、細胞タイプ注釈の細かさにおいて制限があります。そのため、scRNA-seqデータに空間情報を復元する方法は、現在の研究における重要な課題となっています。 この問題を解決するため、研究者たちは、scRNA-seqとSTデータの間で知識を転送する「細胞対応...
急性移植片対宿主病（AGVHD）における臓器特異的T細胞分化の研究 学術的背景 急性移植片対宿主病（Acute Graft-versus-Host Disease, AGVHD）は、同種造血幹細胞移植（Allogeneic Hematopoietic Stem Cell Transplantation, HCT）後の重篤な合併症であり、ドナーT細胞が宿主組織に対して免疫攻撃を起こすことで発症します。AGVHDの病理メカニズムはある程度解明されているものの、T細胞が特定の臓器で分化するメカニズムはまだ明確ではありません。T細胞の臓器特異的な反応は、局所的な微小環境によって調節されている可能性がありますが、その詳細なメカニズムはまだ完全には解明されていません。AGVHDは、消化管、皮膚、肝臓、肺...
遺伝子レベルの単一細胞軌跡アライメント：動的プログラミングに基づく新手法 シングルセルRNAシーケンシング（Single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）技術の出現により、生物学研究が飛躍的に進展し、時間や空間における単細胞レベルでの動的変化を観察することが可能になりました。しかしながら、サンプル間や条件（例えば、対照と薬剤処理、体内と体外実験、健康と疾患など）の動的変化を比較するには未だ多くの課題があります。本研究では、新たに開発された「genes2genes」と呼ばれるツールを通じて、単細胞軌跡アライメントにおける重要な課題、特に遺伝子レベルでの動的変化の精確なマッチングを実現しようとしています。 本論文は、Wellcome Sanger Institute...
シングルセルRNAシーケンシングが末梢血における細胞タイプ特異的スプライシング調節と自己免疫および炎症性疾患との関係を明らかにする 背景紹介 近年、ゲノム研究の急速な進展により、複雑な形質の遺伝的基盤についての理解が大幅に深まりました。しかしながら、複雑な疾患と関連する多くのゲノム関連領域（GWAS loci）の機能的メカニズムは未だ完全には解明されていません。これらの領域の多くは、タンパク質を直接コードしない非コードゲノムに位置しており、転写後イベント、例えば選択的スプライシング（alternative splicing, AS）が遺伝子発現や複雑な疾患の遺伝的リスクにどのように影響を与えるかを理解することが重要です。選択的スプライシングは、遺伝子機能を調節し、遺伝子発現の多様性を創出する...
単細胞RNAシーケンスおよびBulk RNAシーケンスに基づく食道扁平上皮癌の予後予測モデル研究 研究背景 食道扁平上皮癌（Esophageal Squamous Cell Carcinoma, ESCC）は、世界的に見ても特に東アジア地域で発生率が高い悪性腫瘍の一つです。手術、内視鏡的切除、放射線化学療法などの治療法が存在するものの、患者の予後は依然として不良で、5年生存率はわずか21%です。免疫チェックポイント阻害剤などの新しい治療法は、20%-30%の患者にしか効果がありません。これは、ESCCの分子メカニズム、特に腫瘍微小環境（Tumor Microenvironment, TME）に対する理解がまだ不十分であることを示しています。グルコース代謝異常はESCCの初期段階における重要な...
脳膜孤立性線維腫瘍の単一細胞および空間トランスクリプトミクス研究 学術的背景 脳膜孤立性線維腫瘍（Meningeal Solitary Fibrous Tumors, SFTs）は、中枢神経系（CNS）の脳膜に由来する稀な間葉性腫瘍です。SFTsは組織学的に他の脳膜腫瘍（例えば髄膜腫）と類似していますが、局所再発や血行性転移の傾向など、その独特な臨床行動により、その生物学メカニズムと治療戦略が注目されています。現在、SFTsの治療手段は限られており、主に手術と放射線療法に依存しており、転移性または標準治療に耐性のあるSFTsに対しては有効な薬物治療法がありません。したがって、SFTsの細胞状態と空間トランスクリプトーム構造を深く理解することは、新しい治療ターゲットの開発にとって重要です。 近...
論文の概要 急性骨髄性白血病（AML）は成人において最も一般的な白血病の一種です。標準的な化学療法を受けた後、ほとんどのAML患者は完全寛解に至りますが、難治性および再発性の疾患は依然として大きな問題です。過去10年間で、免疫療法はがん治療において広く応用されており、特にキメラ抗原受容体T細胞（CAR-T）療法は、血液悪性腫瘍、特にB細胞悪性腫瘍の治療において顕著な成功を収めています。しかし、CAR-T細胞療法はAMLにおいてその効果が限定的であり、その主な制限要因の一つがCAR-T細胞の「枯渇（exhaustion）」です。CAR-T細胞の枯渇は、その効果を維持し、持続的な臨床効果を達成するための核心的な課題となっています。 T細胞は体内で保護的な役割を果たし、認識した抗原を排除する役割を...
単細胞解析により高齢マウスと若齢マウスの前立腺の変化を明らかにする 学術的背景 前立腺は男性生殖系の重要な器官であり、加齢に伴い前立腺は肥大化し、尿道の圧迫を引き起こす可能性があります。これにより排尿障害や関連症状が生じ、前立腺癌のリスクも増加します。前立腺の老化は重要なテーマであるにもかかわらず、その分子メカニズムはまだ完全には解明されていません。単細胞RNAシーケンス（scRNA-seq）技術は、細胞の異質性や老化過程における遺伝子発現の微妙な変化を解明するための強力なツールです。前立腺に関する単細胞研究は数多く行われていますが、これらの研究はマウスの前立腺老化を系統的かつ深く特徴付けるために適用されていません。疾患のないヒトの前立腺組織を入手することは困難であるため、遺伝的および生理学...