半監督医療画像セグメンテーションにおけるPICKモデルの応用 学術的背景 医療画像セグメンテーションは、臨床実践において重要な意義を持ち、医師に臓器や腫瘍の体積、位置、形状などの重要な情報を提供します。近年、深層学習に基づくモデルは医療画像セグメンテーションタスクで優れた性能を示していますが、これらのモデルは通常、大量の注釈付きデータを必要とします。しかし、医療画像の注釈は専門の臨床医師が必要であり、これらの注釈データを取得するには時間とコストがかかります。そのため、限られた注釈データでモデルの性能を向上させる方法が重要な研究課題となっています。 半教師あり学習（Semi-Supervised Learning, SSL）は、限られた注釈データと大量の未注釈データを同時に活用することで、この...

境界回帰と構造再パラメータ化に基づく核インスタンスセグメンテーションモデルRepsNet 学術的背景 病理診断は腫瘍診断のゴールドスタンダードであり、核インスタンスセグメンテーションはデジタル病理分析と病理診断における重要なステップです。しかし、モデルの計算効率と重複ターゲットの処理は、現在の研究における主要な課題です。これらの問題を解決するために、本論文では、核境界回帰と構造再パラメータ化に基づくニューラルネットワークモデルRepsNetを提案し、H&E染色された組織病理学画像における核のセグメンテーションと分類を行います。 核の分布と形態的特徴（密度、核質比、平均サイズ、多形性など）は、がんのグレード評価だけでなく、治療効果の予測にも有用です。しかし、病理画像は通常、核の広範な接着、多様...

非小細胞肺癌における選択的スプライシングのグローバルプロファイリング：新たな組織学的および人種間の差異を明らかにする 学術的背景 肺癌は米国で最も頻繁に診断されるがんの一つであり、特に非小細胞肺癌（NSCLC）がその大部分を占めています。その中でも、肺腺癌（LUAD）と肺扁平上皮癌（LUSC）が最も一般的なサブタイプです。肺癌の分子メカニズムに関する研究は大きく進展していますが、アフリカ系アメリカ人（AA）などの少数派集団は、肺癌研究において十分に代表されていません。アフリカ系アメリカ人男性は、ヨーロッパ系アメリカ人男性（EA）に比べて肺癌を発症しやすく、発症率と死亡率も高いことが知られています。この差異は、医療資源へのアクセスや治療決定の違いに一部起因しています。 近年のゲノム研究では、選...

メバロン酸キナーゼは腫瘍細胞内のインターフェロン応答を損なうことで微小衛星不安定性大腸癌の抗腫瘍免疫を抑制する 学術的背景 免疫チェックポイント阻害療法（Immune Checkpoint Blockade, ICB）、特に抗PD-1モノクローナル抗体は、微小衛星不安定性大腸癌（Microsatellite Instability Colorectal Cancer, MSI CRC）の治療に承認されています。しかし、臨床研究によると、約半数のMSI CRC患者は単剤または併用免疫療法に対して限定的な効果しか示しません。腫瘍細胞内のインターフェロン応答（Interferon Response）は、抗腫瘍免疫抵抗性および免疫療法の効果に重要な役割を果たしています。インターフェロンγ（IFN-γ...

学術的背景と問題提起 トリプルネガティブ乳がん（Triple-Negative Breast Cancer, TNBC）は、高度に侵襲性の高い乳がんのサブタイプであり、全乳がん症例の15-20%を占めています。エストロゲン受容体（ER）、プロゲステロン受容体（PR）、およびヒト上皮成長因子受容体2（HER2）の発現を欠いているため、TNBCはホルモン療法やHER2を標的とした治療に反応せず、主に化学療法に依存しています。しかし、TNBCは再発率と死亡率が高く、特に若年女性患者において脳、肝臓、肺、骨への遠隔転移を伴うことが多いため、新しい治療戦略の開発が急務となっています。 MYC原癌遺伝子は、TNBCの60%以上で過剰発現しており、腫瘍細胞の増殖を直接促進し、抗腫瘍免疫応答を抑制することで...

学術的背景と問題提起 前立腺癌（Prostate Cancer, PCA）は男性において最も一般的な悪性腫瘍の一つであり、特に進行期では、患者は通常、アンドロゲン除去療法（Androgen Deprivation Therapy, ADT）を標準治療として受けます。しかし、初期治療が有効であっても、患者は最終的に去勢抵抗性前立腺癌（Castration-Resistant Prostate Cancer, CRPC）を発症し、治療が失敗に終わります。近年、エンザルタミド（Enzalutamide）などの第2世代アンドロゲン受容体シグナル阻害剤（Androgen Receptor Signaling Inhibitors, ARSIs）の使用により、患者の生存率が大幅に向上しましたが、同時に新...

PRMT5が調節するDNA修復遺伝子のスプライシングが乳がん幹細胞の化学療法耐性を駆動する 学術的背景 乳がん幹細胞（Breast Cancer Stem Cells, BCSCs）は、乳がんの中でも稀な細胞集団であり、自己複製能、腫瘍形成能、転移能を有している。BCSCsは腫瘍の発生や進展において重要な役割を果たすが、化学療法や放射線療法に対する耐性メカニズムは未だ十分に解明されていない。化学療法や放射線療法は、通常DNA損傷を誘導することでがん細胞を死滅させるが、BCSCsはDNA修復能力を強化することでこれらの治療に抵抗する。したがって、BCSCsがどのようにDNA修復メカニズムを通じて化学療法に抵抗するかを理解することは、新しい治療戦略の開発にとって極めて重要である。 PRMT5（P...

FUT7およびEXT1遺伝子における新規生殖細胞系列変異と遺伝性多発性外骨腫の関連 背景紹介 遺伝性多発性外骨腫（Hereditary Multiple Exostoses, HME）は、常染色体優性遺伝性の骨疾患であり、多発性の軟骨帽を有する骨腫（osteochondromas）の形成を主な特徴とします。これらの骨腫は、通常、小児の長骨、骨盤、または肩甲骨に発生し、痛み、骨の変形、神経や血管の圧迫、低身長などを引き起こす可能性があります。最も重篤な合併症は、骨腫が軟骨肉腫に悪性化する可能性で、その発生率は約3.9%とされています。HMEの主要な原因遺伝子はEXT1およびEXT2であり、これらの遺伝子はヘパラン硫酸（heparan sulfate）の生合成に関与する糖転移酵素をコードしていま...

ミトコンドリア未折叠タンパク質応答（UPRmt）依存性β-カテニンシグナルが神経内分泌前立腺癌を促進する 学術的背景 前立腺癌は、皮膚癌に次いでアメリカの男性において2番目に多く診断される癌です。現在の治療法であるアンドロゲン除去療法（ADT）は、前立腺癌を寛解させることができますが、ほぼすべての症例で最終的に去勢抵抗性前立腺癌（CRPC）に進行します。CRPCは、アンドロゲン受容体（AR）シグナル経路の阻害剤に対して感受性を失い、新たな治療ターゲットの開発が急務とされています。神経内分泌前立腺癌（NEPC）は、CRPCの一種で、ADT治療によって誘発されることが多く、非常に侵襲性の高いサブタイプです。NEPC細胞はAR発現を失い、他のシグナル経路に依存して生存し、高い転移能力を持っています...

学術的背景と問題提起 特発性肺線維症（Idiopathic Pulmonary Fibrosis, IPF）は、加齢に関連する進行性の間質性肺疾患であり、肺癌の独立した危険因子でもあります。疫学的研究によると、IPF患者の3%-22%が追跡期間中に肺癌を発症し、時間の経過とともに肺癌の累積発症率が増加し、これらの患者の主要な死因の一つとなっています。IPFに合併した肺癌（IPF-LC）は、散発性肺癌に比べて侵襲性が高く、特に非小細胞肺癌（Non-Small Cell Lung Cancer, NSCLC）がIPF-LCの主要な病理型です。しかし、現在のところIPF-LCに対する特定の治療ガイドラインはなく、化学療法、放射線療法、免疫療法、標的療法などの従来の肺癌治療法は、臨床現場でIPFの急...