重大心血管手術が誘発する代謝再プログラミングの急性腎障害における役割：メタボロミクス研究 学術的背景 心血管疾患は世界の死亡原因の主な要因であり、毎年1790万人以上が死亡し、全世界の総死亡者の32%を占めています。疾病負荷の増加に伴い、生涯のうちに外科的介入が必要になる患者は約3分の1に達します。現在、世界中で毎年200万件以上の心臓手術が行われています。心臓手術は心血管の健康において重要な役割を果たしていますが、それに伴う罹病率と死亡率のリスクも非常に高いです。術後回復には通常、宿主の炎症反応が関与しており、心筋虚血、内皮機能障害、および虚血-再灌流損傷がさまざまな程度の臓器機能障害を引き起こします。しかし、術後のストレス反応の分子メカニズムについてはほとんど理解されておらず、これにより...

免疫抑制患者急性呼吸不全における侵襲性肺アスペルギルス症の予測モデル 背景紹介 侵襲性肺アスペルギルス症（Invasive Pulmonary Aspergillosis, IPA）は、免疫抑制患者、特に血液悪性腫瘍、幹細胞移植、または長期的な免疫抑制剤の使用による免疫機能低下を持つ患者に見られる重篤な日和見感染症です。IPAの診断は通常困難であり、患者が人工呼吸器を必要とする場合、死亡率は90%に達することがあります。したがって、早期診断と迅速な治療は患者の予後改善に重要です。しかし、現在の診断方法（例えば肺生検、気管支肺胞洗浄など）には多くの制限があり、特に重症患者ではこれらの侵襲的操作が状態を悪化させる可能性があります。さらに、生物学的サンプルの検査結果はしばしば時間がかかり、入院時に...

血清塩素濃度と静脈内輸液治療効果の関係に関する研究 背景紹介 集中治療室（ICU）では、静脈内輸液が一般的な治療手段であり、よく使用される溶液には「バランス液」（balanced solutions）と0.9%塩化ナトリウム溶液（生理食塩水、saline）があります。近年、複数のランダム化比較試験や患者レベルのメタアナリシスは、生理食塩水と比較してバランス液が死亡率を低下させ、腎代替療法の必要性を減少させる可能性があることを示しています。しかし、外傷性脳損傷患者においては、バランス液の使用が死亡率の増加と関連していることが報告されています。この違いは、バランス液の作用機序についての議論を引き起こしました。 生理食塩水の塩素イオン濃度（154 mmol/L）は、バランス液（約98-111 mm...

学術的背景 神経系の再生能力は部位によって顕著な違いがあります。末梢神経系（Peripheral Nervous System, PNS）の軸索は損傷後に自然に再生できますが、中枢神経系（Central Nervous System, CNS）の軸索にはその能力が欠如しています。この違いにより、特に脊髄や視神経の損傷後の回復が極めて困難です。PNSの軸索は再生可能ですが、その速度は非常に遅く、通常1日あたり1〜4mmであり、長距離再生の成功率も極めて低いです。したがって、PNS軸索の再生を加速し、CNS軸索の再生を促進する方法は、神経科学分野における大きな課題となっています。 以前の研究では、G3BP1（Ras GTPase-activating protein SH3 domain-bin...

学術的背景 神経科学分野では、神経回路がどのように複雑な行動を生成し制御するかを理解することを目指してきました。単純なモデル生物（軟体動物、甲殻類、環形動物など）は、アクセス可能な神経系と大型の特徴的なニューロンを持つため貴重なモデルを提供してきましたが、多くの場合、神経回路の理解は詳細な脳地図の欠如によって制限されています。特に軟体動物については、その脳は形態的に一貫性があり機能的に研究可能なニューロンで構成されていますが、神経系内のニューロン総数や組織原則、詳細なニューロンレベルの地図は依然として不明です。これらの問題は、神経回路機能の体系的な研究を制限しています。 この課題を解決するために、本研究ではLymnaea stagnalis（古典的な軟体動物モデル）の脳に対してシンクロトロン...

アルツハイマー病におけるCRTC1のS-ニトロシル化がCREB依存性遺伝子発現を破壊する 学術的背景 アルツハイマー病（Alzheimer’s Disease, AD）は、記憶や認知機能の徐々な喪失を特徴とする一般的な神経変性疾患です。ADの病理機構は複雑で、多様な分子および細胞プロセスが関与しており、その中でもタンパク質の異常修飾が疾患進行の鍵となる要因の一つと考えられています。S-ニトロシル化（S-nitrosylation）は一酸化窒素（NO）によって媒介されるタンパク質の翻訳後修飾であり、多くの神経変性疾患で重要な役割を果たすことが示されています。しかし、ADにおけるS-ニトロシル化の具体的な作用メカニズムはまだ完全には解明されていません。 本研究では、cAMP応答エレメント結合タン...

放射線誘導の細胞可塑性は、フォスコリン媒介のグリオブラストーマ分化を促進 学術的背景 グリオブラストーマ（Glioblastoma, GBM）は成人において最も致死的な脳腫瘍であり、患者の中央生存期間はわずか15～18ヶ月です。手術と化学放射線療法の併用は病気の進行を遅らせることができますが、これらの治療法では腫瘍の成長を完全に制御することはできず、標的治療や生物製剤も生存率を大幅に向上させることはできませんでした。グリオブラストーマの複雑さと血液脳関門（Blood-Brain Barrier, BBB）の存在により、従来の治療法が効果を発揮するのが困難でした。近年、分化療法（Differentiation Therapy）という新たな治療戦略が注目されており、これは腫瘍細胞を非増殖性の細胞...

親の役割が脳機能に与える保護効果 学術的背景 親になること（parenthood）は、人類が普遍的に経験するライフステージであり、身体や心に深い影響を与えるだけでなく、脳機能にも長期的な影響を及ぼす可能性があります。しかし、特に脳老化との関連性において、親であることの脳機能への長期的な影響については、現在まで研究が限られています。これまでの研究は主に妊娠や出産直後の神経可塑性（neuroplasticity）に焦点を当てていましたが、中高齢期における親としての脳機能の変化についてはほとんど知られていません。 世界的な高齢化問題が進む中、脳の老化を遅らせる要因を理解することが重要な研究テーマとなっています。親になることが脳機能に影響を与える環境要因の一つとして、その長期的な影響を詳しく調べる価...

内源性大麻素は細胞外微小胞によって需要に応じて放出される 学術的背景 内因性カンナビノイド（endocannabinoids, ECBs）は、脂質性の神経伝達物質であり、カンナビノイド受容体CB1を活性化することで脳機能において重要な役割を果たします。古典的な神経伝達物質とは異なり、ECBsの貯蔵および放出メカニズムは完全には解明されておらず、これらのシグナルがどのように制御されているかについての理解には大きな空白があります。特に主要なECBである2-アラキドノイルグリセロール（2-arachidonoylglycerol, 2-AG）の放出と輸送に関する分子メカニズムは依然として不明です。以前の研究では、「オンデマンド生産」（on-demand production）モデルが提案され、2-...

マウス蝸牛における聴覚遠心ニューロンとII型螺旋神経節求心性ニューロン間のGABA作動性シナプス 背景紹介 聴覚システムの複雑さと精密さは、神経科学研究において重要なテーマです。蝸牛は聴覚システムの主要な構成要素であり、その内部の細胞やニューロン間の相互作用が聴覚機能の実現に不可欠です。外有毛細胞（outer hair cells, OHCs）は電気運動特性によって音信号を増幅し、聴覚感度と周波数調整を向上させます。OHCsは内側オリボコクレア（medial olivocochlear, MOC）遠心ニューロンからのコリン作動性フィードバックを受け取りつつ、II型螺旋神経節ニューロン（type II spiral ganglion neurons, SGNs）を介して脳幹へ情報を伝達します。...