学術的背景 炎症性腸疾患（Inflammatory Bowel Disease, IBD）は、クローン病（Crohn’s Disease, CD）と潰瘍性大腸炎（Ulcerative Colitis, UC）を含む慢性で再発性の自己免疫疾患です。IBDの病因は完全には解明されていませんが、免疫系の異常反応がその発症に重要な役割を果たしていることが知られており、特にCD4+ T細胞の不均衡が関与しています。Th17細胞と制御性T細胞（Treg細胞）のバランスは、IBDの病態において特に重要です。Th17細胞は細胞外病原体に対する防御に重要な役割を果たしますが、その機能不全はIBD、多発性硬化症、関節リウマチなどの慢性炎症性疾患の発症に関与しています。一方、Treg細胞はFoxp3を発現し、炎症...
構造ガイドによる選択的カゼイノリティックプロテアーゼPアゴニストの開発：抗黄色ブドウ球菌剤として 学術的背景 黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）は、皮膚や軟部組織感染を含む多くのヒト感染症を引き起こす一般的なグラム陽性病原菌です。メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）の広がりに伴い、抗生物質の使用頻度が増加し、耐性問題が深刻化しています。しかし、抗生物質の開発コストが高く、利益率が低いため、大手製薬会社は抗菌薬の開発に興味を失いつつあります。そのため、新しい抗菌ターゲットの探索と効果的な抗生物質の開発が現在の重要な課題となっています。 カゼイノリティックプロテアーゼP（Caseinolytic protease P, ClpP）は、細菌とヒトにおいて高度に保存され...
学術的背景 代謝関連脂肪性肝疾患（MASLD、Metabolic-associated Steatotic Liver Disease）は、世界中で30％以上の人口に影響を与える主要な健康問題であり、がん、心血管疾患、腎機能障害など、さまざまな慢性疾患と密接に関連しています。MASLDの病理学的スペクトルは、単純な脂肪変性（steatosis）から脂肪性肝炎（steatohepatitis）、進行性線維化（fibrosis）まで多岐にわたります。脂肪変性はMASLDの初期段階ですが、より重度の段階への異質的な進行と既存の治療手段の限られた効果により、研究者は早期マーカーを特定し、集団における予防的介入を実施することを目指しています。しかし、診断のゴールドスタンダードである肝生検は、大規模な集...
信号-言語アーキテクチャに基づく心電図診断基盤モデルの研究 学術的背景 心血管疾患（CVD）は、世界的に見ても死亡の主要な原因であり、高リスク集団の早期識別が重要です。心電図（ECG）は、非侵襲的で低コストかつ広く利用されている診断ツールとして、毎年3億回以上記録されており、心血管疾患の早期診断において重要な役割を果たしています。しかし、経験豊富な心臓専門医であっても、複雑な心電図の解読は時間がかかり、誤りが生じやすい作業です。特に、遠隔地や医療資源が不足している地域では、正確な診断を提供することが非常に困難です。 近年、人工知能（AI）を心電図解読に応用する研究が進んでおり、特定の疾患の診断においては、AIベースの心電図診断が一般の心臓専門医を凌駕する成果を上げています。しかし、既存の主流...
早産児の腸内細菌叢と脳症の関係：包括的研究 学術的背景 早産（妊娠37週未満での出生）は、世界中で約10%の妊娠に影響を与える一般的な問題です。早産児は、脳の発達異常のリスクに直面しており、この異常は早産脳症（Encephalopathy of Prematurity, EOP）と呼ばれ、脳性麻痺、神経発達障害、自閉症、精神疾患などの重篤な結果を引き起こす可能性があります。現在、EOPに対する有効な治療法はなく、その一因として、早産と脳の発達異常との間のメカニズムが完全に解明されていないことが挙げられます。 妊娠の第二期と第三期は、脳の発達において重要な時期です。早産およびそれに伴う曝露や疾患は、発達中の脳に損傷や発達不良をもたらす可能性があり、その結果、脳の局所的な成長の障害、びまん性白質...
糖皮质激素スパイクが脊髄損傷後の筋肉修復を異所性骨化に導く 学術的背景と問題提起 神経性異所性骨化（Neurogenic Heterotopic Ossification, NHO）は、重度の中枢神経系（CNS）損傷後に筋肉内に異所性骨組織が形成される病理現象です。この現象は、脊髄損傷（Spinal Cord Injury, SCI）、外傷性脳損傷（Traumatic Brain Injury, TBI）、または脳卒中患者によく見られます。NHOの形成は、患者の運動機能に影響を与えるだけでなく、関節の硬直、痛み、神経血管の圧迫を引き起こし、生活の質を著しく低下させます。NHOの臨床的重要性にもかかわらず、その発症メカニズムは未解明であり、効果的な予防薬の開発が急務とされています。現在の治療法...
学術的背景 糖尿病は、世界中で5億人以上に影響を与えるグローバルな健康問題です。1型糖尿病（T1D）と2型糖尿病（T2D）の両方に共通する特徴は、機能的なインスリンを分泌するβ細胞の数が著しく減少することです。そのため、β細胞の数を回復または増加させることは、糖尿病治療の重要な戦略の一つと考えられています。現在、膵臓移植、膵島移植、または幹細胞由来のβ細胞移植などの方法で一定の進展が見られていますが、これらの方法はコストが高く、ドナーが不足しており、大規模な応用が難しい状況です。そのため、内因性のβ細胞再生を促進する薬剤の開発が研究の焦点となっています。 近年、DYRK1A阻害剤（ハルミンなど）などの低分子薬剤がβ細胞の増殖を促進し、その分化と機能を強化することが明らかになりました。しかし、...
グラフベースのアクティブラーニングを用いた最適な疾病監視に向けて 学術的背景 グローバル化の加速に伴い、感染症の伝播速度と範囲が著しく増加しており、感染症の伝播を効果的に監視・制御することが公衆衛生分野の重要な課題となっています。従来の疾病監視方法は、大規模な検査と隔離措置に依存することが一般的ですが、資源が限られている状況下では、情報を最大化するために検査資源を最適に配分することが政策立案者にとっての課題となっています。特に資源が乏しい地域では、検査資源の不均等な配分が感染症の持続的な蔓延を引き起こす可能性があります。そのため、限られた資源の下で監視効果を最大化する戦略を開発することが重要です。 本研究では、グラフ構造（graph-based）とアクティブラーニング（active lear...
合成生物学を利用したがん免疫療法：IDO活性の抑制とCD8+ T細胞応答の再プログラミングによるがん免疫療法のための細菌工学 学術的背景 近年、がん免疫療法は大きな進展を遂げており、特にT細胞を活性化することで腫瘍に対抗するアプローチが注目されています。しかし、腫瘍微小環境（Tumor Microenvironment, TME）における代謝適応により、T細胞の機能が損なわれることが多く、免疫療法の効果が制限されています。その中でも、トリプトファン（Tryptophan, Trp）代謝はT細胞の機能において重要な役割を果たしています。腫瘍細胞は、インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ（Indoleamine 2,3-Dioxygenase, IDO）を発現することでトリプトファンを消費し、...
藍藻-プロバイオティクス共生体による腸管炎症とマイクロバイオーム調節の研究 学術的背景 炎症性腸疾患（Inflammatory Bowel Disease, IBD）は、クローン病（Crohn’s Disease, CD）や潰瘍性大腸炎（Ulcerative Colitis, UC）を含む慢性腸管炎症性疾患の一群です。IBDの病因は複雑で、腸管粘膜バリアの機能障害、腸内細菌叢の乱れ、過剰な免疫応答や炎症性サイトカインの放出が関与しています。現在、IBDの治療は主に抗炎症薬や免疫抑制剤、例えば5-アミノサリチル酸（5-ASA）、コルチコステロイド、腫瘍壊死因子（TNF）拮抗剤に依存しています。しかし、これらの治療法はIBDの根本的な原因を解決するものではなく、長期的な使用により重篤な副作用（例...