微小腸システムの多層組織構築が間質流れを再現 研究背景 近年、人体小腸のin vitroモデルの構築は著しい進展を遂げていますが、その複雑な構造と機能を完全に再現することは依然として課題です。微小腸組織モデルの目的は、薬物代謝や感染症研究に応用可能な組織システムを作成することですが、従来の方法では小腸の構造の層化と成熟化を実現できていません。研究チームは、胚発生時に血漿循環によって駆動される間質流れが、これらの複雑な構造を形成する鍵となる要素かもしれないと仮定しました。このプロセスをより適切に模倣するため、出口佐也香教授らは人間多能性幹細胞（pluripotent stem cells, PSCs）を利用し、微流体装置で間質流れを再現することで、人間胎児の小腸に類似した多層組織を構築しました...
研究の背景と目的 年齢を重ねるとともに、造血幹細胞（Hematopoietic Stem Cells, HSCs）は骨髄中に徐々に蓄積し、さまざまなストレス条件下で代謝レジリエンスを示します。この代謝レジリエンスは、老化したHSCsに細胞生存の優位性を提供し、低代謝条件下でも細胞の活力を維持します。老化は通常HSCsの機能低下を引き起こしますが、いくつかの研究では、年老いたHSCsが静態において骨髄微小環境の成長因子濃度が低い条件下でも生存できることが示されています。老化過程におけるHSCsにとって、エネルギー代謝、代謝経路の適応性、および細胞内の酸化ストレス抵抗性は、科学者たちにとって研究の鍵となる問題です。 この研究は、Shintaro Watanuki、Hiroshi Kobayash...
アセチルCoA代謝がヒト胎盤栄養芽層幹細胞の同調化維持における役割 研究の背景と目的 胎盤は妊娠期間中に母体と胎児の間の重要な代謝的橋梁として機能し、その正常な機能は胎児と母体の健康にとって極めて重要です。胎盤は栄養芽層幹細胞（human trophoblast stem cells, HTSCs）が分化し、多核細胞の同調化した栄養芽層細胞（syncytiotrophoblasts, STBs）を形成することで、母胎間の物質交換を実現します。以前の研究で、代謝経路、特にグルコース代謝が幹細胞の運命と分化の調整において重要な役割を果たすことが示唆されていますが、具体的な代謝メカニズムはまだ完全には理解されていません。本研究はこの背景を基に、アセチルCoA（Acetyl-CoA）代謝がHTSCの...
背景と問題 近年、細胞内でのミトコンドリアの多重機能に関する研究が大きく進展しています。ミトコンドリアは細胞のエネルギー源としてだけでなく、細胞の増殖、分化、自己更新などの過程でも重要な調節役を果たしており、特に幹細胞生物学や再生医学で広く注目されています。しかし、複雑な組織環境で、どのように細胞型がミトコンドリア欠陥に対して感受性を示すのか、また異なる細胞の行動がミトコンドリア欠陥の影響をどのように受けるのかは、いまだ謎のままです。本研究はLe Xu、Chunting Tanなどの科学者によって主導され、カリフォルニア大学サンディエゴ校、コロンビア大学、ボストン小児病院など複数の研究機関に所属し、2024年10月に『Cell Stem Cell』誌に発表されました。研究はLONP1（AAA...
Nynrinはミトコンドリア透過性遷移孔の開口を抑制し、造血幹細胞の機能を保護する 背景と研究の動機 造血幹細胞（HSCs）は造血系の機能を維持する中心的な細胞であり、特に放射線損傷などのストレス環境に対して独特の適応能力を示します。しかし、一般的な放射線治療（RT）は、子宮頸がんや直腸がんなどの病気の治療に広く用いられる一方で、その骨髄内のHSCsに対する放射線損傷は、骨髄不全や血球減少などの深刻な造血毒性を引き起こす可能性があります。多くの研究は、RTがHSCの恒常性を著しく低下させ、その長期間の増殖および自己更新能力に影響を与えることを示しています。近年、ミトコンドリアがHSCの恒常性調整の鍵と認識されていますが、その具体的な分子メカニズムはまだ明確ではありません。Zhouらはこの研究...
背景紹介 肝細胞癌（Hepatocellular carcinoma, HCC）は最も一般的な原発性肝癌の一種であり、5年生存率は20%未満で、治療手段は非常に限られています。伝統的な標的薬物療法、例えばソラフェニブやその他のキナーゼ阻害剤はHCCの治療に使用されていますが、効果は限られており、根治に至るのは困難です。近年、免疫療法がHCC治療で注目されていますが、固形腫瘍に対する免疫療法（例えば、キメラ抗原受容体T細胞やナチュラルキラー細胞）は腫瘍微小環境の抑制要因に直面しています。HCCの微小環境では、高濃度のトランスフォーミング増殖因子-β（Transforming Growth Factor Beta, TGF-β）が免疫細胞の活性を抑制し、抗腫瘍免疫の効果を妨げることが確認されてい...
精神分裂症リスクの遺伝子ネットワーク凝集メカニズム——《Neuron》ジャーナルの最新研究解説 近年、精神分裂症（schizophrenia, SCZ）の遺伝研究は顕著な進展を遂げており、特に全ゲノム関連解析（GWAS）の推進により、多くの疾患関連遺伝的変異が明らかになりました。しかし、GWASの主な発見は依然として変異部位に集中しており、特定の「リスク遺伝子」を直接特定するわけではありません。この制限は、疾患メカニズムの解釈や新療法の開発を推進する上でボトルネックとなっています。こうした課題を克服するために、Borcukらは「汎遺伝子モデル」（omnigenic model）に基づくネットワーク凝集理論を提案し、それに基づく研究を行い、精神分裂症における遺伝子共発現ネットワーク内のリスク凝...
Tau蛋白症による神経恒常性の乱れと神経ネットワーク動態の破壊 背景と研究目的 神経恒常性メカニズム（homeostatic mechanisms）は、脳の機能安定性を維持する上で重要な役割を果たしています。正常な状況では、神経活動の設定点（set-point）、例えば発火率などは、学習や発達といった過程による干渉に対応するために恒常性メカニズムを通じて動的に調整されます。しかし、神経変性疾患（Neurodegenerative Disease, NDD）はこれらの設定点を破壊し、認知や行動機能の低下をもたらす可能性があります。Tau蛋白症（tauopathy）は主要な神経変性疾患の一つで、脳内に異常なTau蛋白の集積を形成し、神経機能の喪失を引き起こします。Tau蛋白症の主な症状には、Ta...
海馬体中空間と時間の統合と競争メカニズムの研究レビュー 研究背景と意義 人間と動物の脳において、空間と時間はエピソード記憶の主要な次元を構成し、個体のイベントの順序、位置、持続時間などの情報の符号化において重要な役割を果たしています。長年にわたって、海馬体が記憶の鍵を握る脳領域であることが判明し、とりわけ空間と時間の認知において重要な役割を果たしています。海馬体の場所細胞（place cells）は個体が環境内にいる位置を正確に示すことができ、時間細胞（time cells）は特定の時間を示すために使用されます。これらの細胞の活動により、海馬体は空間と時間の情報を同時に符号化する能力を持ち、エピソード記憶の基礎を提供しています。しかし、海馬体における空間と時間情報の相互作用メカニズムにはまだ...
脳幹回路が嫌悪反応を増幅するメカニズムの研究 背景と研究の動機 嫌悪反応は、人間や動物が脅威や不快な刺激に直面したときに発生する自然な反応であり、個体が危険を回避するのを助け、進化過程で重要な適応的役割を果たします。しかし、嫌悪反応が過剰になると、うつ、焦燥、双極性障害、外傷後ストレス障害（PTSD）など、一連の感情障害を引き起こす可能性があります。嫌悪信号の動的制御と調節は、個体が環境の脅威に適応し、行動反応をタイムリーに調整するのを助けます。しかし、嫌悪反応を増幅する神経回路とそのメカニズムに関する研究はまだ十分ではありません。これまでの研究は多くが扁桃体とその関連する脳領域が嫌悪と負の感情を制御する役割に集中していましたが、扁桃体の活性化は往々にして恐怖と焦燥行動を直接誘発し、単に嫌悪...