学術的背景 大動脈瘤（Aortic Aneurysm, AA）は大動脈の異常拡張を特徴とする疾患で、腹部大動脈と胸部大動脈に多く見られます。大動脈瘤は65歳以上の人口において発症率が高く、適切な診断と治療が行われない場合、致命的な破裂を引き起こす可能性があります。年齢、喫煙、高血圧、男性性別は重要なリスク要因とされていますが、これらの要因は必要でも十分でもなく、遺伝的素因が疾患の発症に重要な役割を果たしていることが示唆されています。現在、ほとんどの大動脈瘤症例、さらには家族性大動脈瘤においても、既知の病因遺伝子変異は見つかっていません。非選択的腹部大動脈瘤患者の約2％、非選択的胸部大動脈瘤患者の約5％が既知の大動脈瘤遺伝子に（おそらく）病原性変異を有しているに過ぎません。これは、ほとんどの大...
背景紹介 葉酸（Folic Acid, FA）は、妊娠中の先天性欠損症、特に神経管欠損症や先天性心疾患のリスクを減らすために広く推奨されています。しかし、葉酸補充が一部の疾患予防に顕著な効果を持つ一方で、過剰補充が胎児の健康に悪影響を及ぼす可能性については依然として議論の的となっています。近年、母体の過剰な葉酸補充が子孫の代謝機能障害、自閉症、網膜芽細胞腫などの健康問題を引き起こす可能性があることが多くの研究で示されています。しかし、葉酸の過剰補充が心機能、特に子孫の心臓の長期的な健康に及ぼす影響については、十分な研究が行われていません。 この問題を探るため、上海交通大学医学院附属新華医院と中国復旦大学の研究チームは、母体の過剰な葉酸補充がマウスの子孫の心機能に及ぼす影響を評価し、その分子メ...
学術的背景 ドキソルビシン（Doxorubicin, Dox）は、腫瘍治療に広く使用されているアントラサイクリン系薬剤ですが、用量依存性の心臓毒性を持ち、心筋症や心不全を引き起こす可能性があります。ドキソルビシンの抗癌効果は顕著ですが、その心臓毒性が臨床応用を制限しています。現在、FDAが承認しているドキソルビシン関連心筋症の治療薬はデキサラゾキサン（Dexrazoxane）のみですが、小児患者での使用は制限されており、ホジキンリンパ腫の小児患者における二次性悪性腫瘍のリスクを増加させる可能性があるためです。したがって、ドキソルビシン誘発性心筋症の予防と治療のための新しい治療ターゲットと戦略を見つけることが臨床現場の緊急の課題となっています。 近年の研究では、鉄依存性の細胞死であるフェロトー...
学術的背景 胚発生の過程において、動脈と静脈の分化（arteriovenous differentiation, AV分化）は、血管の形成と成熟を確保するための重要なステップです。動脈または静脈の識別に欠陥があると、血管の不適切な融合が起こり、いわゆる動静脈奇形（arteriovenous malformations, AVMs）が形成される可能性があります。現在、AVM形成のメカニズムは不明であり、治療選択肢も限られています。哺乳類のAV分化は、胚血流が始まる前にすでに開始されますが、この「血流前メカニズム」（pre-flow mechanism）についてはまだほとんど知られていません。本研究は、血流前の動脈識別におけるSMAD1/5シグナル経路の役割を明らかにし、新たなSMAD1/5シグ...
RNA結合タンパク質RBPMSの血管平滑筋細胞における重要な役割 学術的背景 血管平滑筋細胞（Vascular Smooth Muscle Cells, VSMCs）は大動脈の主要な構造成分です。健康な血管では、VSMCsは成熟した収縮表現型を持ち、血管緊張と血流の調節を担っています。しかし、VSMCsは表現型可塑性を持ち、血管壁の損傷や心血管疾患（例えば、動脈硬化、高血圧など）において、より増殖性と合成性の高い間葉系の状態に脱分化します。この表現型の変換は、細胞の転写産物に大きな変化をもたらし、収縮マーカーの喪失を伴います。現在、VSMCsの表現型を定義する分子ネットワークは主に転写レベルのマーカー発現に焦点を当てていますが、RNAスプライシングなどの転写後調節の役割はまだ十分に解明されて...
ゲノミクス分野において、ゲノムの空間的構造を理解することは、遺伝子制御メカニズムを解明する上で極めて重要です。Hi-C技術は、全ゲノム染色体構造捕捉技術として、ゲノムの三次元構造を明らかにするものであり、特にクロマチンループ（chromatin loops）が遺伝子制御において重要な役割を果たしています。しかし、既存のHi-Cデータ解析手法は、共有されるクロマチンループを識別することはできるものの、細胞タイプ特異的なクロマチンループを検出することは困難です。これにより、異なる細胞タイプにおける遺伝子制御メカニズムの理解が制限されています。この問題を解決するため、Rui Liuらは、SSSHiC（Significance in Scale Space for Hi-C Data）と呼ばれる新し...
非コードRNA（ncRNA）は、細胞プロセスや疾患の発症において重要な役割を果たしています。ゲノムシーケンシングプロジェクトによって大量の非コード遺伝子が明らかになりましたが、ncRNAの機能と分類は依然として複雑で挑戦的な問題です。ncRNAの多様性、複雑性、および機能性は、バイオマーカーや治療ターゲットの発見において、特に生物医学研究の重要な対象となっています。しかし、既存のncRNA分類ツールの多くは、単一または2種類のデータタイプ（例えば配列や二次構造）に依存しており、他の重要な情報源を無視しています。さらに、既存の手法は解釈可能性に欠けることが多く、異なるncRNAクラスの特徴を明らかにするのが困難です。 これらの問題を解決するため、Université Paris-Saclayと...
ゲノム解析のプライバシー保護フレームワーク：マルチキー準同型暗号に基づく研究 学術的背景 ゲノムシーケンスのコスト低下により、ゲノムデータの広範な利用可能性は、個別化医療（ゲノム医療とも呼ばれる）に新たな可能性をもたらしました。しかし、ゲノムデータには疾患の感受性、祖先情報、身体的特徴などの機密情報が含まれており、これらのプライバシー問題は医学研究とデータ共有における重大な障壁となっています。これまでに研究者たちはさまざまなプライバシー保護技術を提案してきましたが、既存の暗号ベースの手法は相互運用性、拡張性、プライバシー保護レベル、および複数者分析のサポートにおいて依然として課題を抱えています。これらの制限はゲノムデータの潜在能力を制約し、医学研究への応用を妨げています。そのため、プライバシ...
T細胞受容体（TCR）は適応免疫システムにおいて重要な役割を果たしており、特定の抗原エピトープ（epitope）に結合することで病原体を認識します。TCRとエピトープ間の相互作用を理解することは、免疫応答の生物学的メカニズムを解明し、T細胞を介した免疫療法を開発する上で極めて重要です。しかし、TCRのCDR3領域がエピトープ認識において重要であることは広く認められているものの、特定の疾患や表現型に関連するTCR-エピトープ相互作用を正確に予測する方法は依然として課題となっています。この問題に対処するため、研究者たちはEpicPredを開発しました。これは注意メカニズムに基づく多インスタンス学習（Multiple Instance Learning, MIL）モデルであり、がんやCOVID-1...
学術的背景 シーケンシング技術の急速な進展により、科学者たちは大量のタンパク質配列データを取得できるようになり、その中には多くの酵素配列も含まれています。しかし、京都遺伝子とゲノム百科事典（KEGG）やBRENDAのような大規模な酵素データベースが構築されているにもかかわらず、多くの酵素の配列情報は依然として欠落しています。これらの配列情報が欠如している酵素は「オーファン酵素」（orphan enzymes）と呼ばれています。オーファン酵素の存在は、配列類似性に基づく機能アノテーションを著しく妨げ、配列と酵素反応の間の関係を理解する上で大きな空白を生んでいます。 オーファン酵素の問題は、配列情報の欠如に限らず、生物学的プロセスの理解にも影響を及ぼしています。例えば、ヒト腸内細菌叢における多く...