ADAM10媒介によるヒトプリオンタンパク質の切断と神経変性疾患との関係 背景紹介 多機能タンパク質のポリペプチド内切断処理はその生理機能の調節において重要であり、多くの病理状態においても重要な役割を果たします。プリオンタンパク質（Prion protein, PrP）は広く発現する糖脂質酵素アンカータンパク質として、神経系における高発現性と多くの生理的役割が多機能性を示唆していますが、致命的で感染性のある神経変性プリオン病における主要な病理学的役割も確立されています。例えばCreutzfeldt-Jakob病（CJD）です。PrPはその病原性異性体（Prion protein scrapie, PrPsc）のテンプレート化と進行性誤折りたたみ及び沈着により神経細胞の死と脳海綿状変化を引き起...

アルツハイマー病患者の網膜異常tauタンパク質研究報告 序論 アルツハイマー病（Alzheimer’s disease, AD）は世界中の老年性認知症の主な原因です。ADの病理特徴には、脳内のアミロイドβタンパク質（amyloid beta-protein, Aβ）の沈着および異常な微小管関連のtauタンパク質の蓄積があります。tauタンパク質はADの病程中に過剰リン酸化（hyperphosphorylation, p-tau）やシトルリン化（citrullination, cit-tau）などの翻訳後修飾を受け、有毒な寡聚体（oligomeric-tau, oligo-tau）を形成します。これらの寡聚体は感染したニューロン内に広がるだけでなく、tauタンパク質をフィブリルおよび二重螺旋フ...

DNA メチル化パターンの多系統萎縮症、パーキンソン病および進行性核上性麻痺前頭葉白質における比較研究 学術背景の紹介 多系統萎縮症（Multiple System Atrophy, MSA）は稀な神経変性疾患で、神経細胞の喪失および膠細胞の増殖を特徴とし、これにα-シヌクレインを豊富に含むオリゴデンドロサイト細胞質内封入体（glial cytoplasmic inclusions, GCIs）を伴います。MSAの臨床症状は、他のパーキンソニズム、例えばパーキンソン病（Parkinson’s Disease, PD）、レビー小体型認知症（Dementia with Lewy Bodies, DLB）および進行性核上性麻痺（Progressive Supranuclear Palsy, PSP...

アルツハイマー病における早熟の細胞老化特性の研究：単核トランスクリプトミクスの応用 研究背景と目的 アルツハイマー病（Alzheimer’s disease、略称AD）は最も一般的な高齢者の認知症の一種で、その特徴にはβ-アミロイドタンパク（β-amyloid）の細胞外沈着と細胞内神経原線維変化が含まれます。他の病理学的特徴には小膠細胞の増加、星状膠細胞の増加、ミトコンドリアとリソソーム機能障害、および神経変性が含まれます。老化はADの最大のリスク要因であり、細胞老化と密接に関連しています。細胞老化（cellular senescence）とは、細胞分裂がいわゆる「ヘイフリック限界」に達した後の不可逆的な細胞周期停止状態を指します。しかし、慢性的なストレス（酸化ストレスやミトコンドリア機能障...

背景紹介 アルツハイマー病（Alzheimer’s disease, AD）は、脳内神経細胞が死滅することを特徴とする加齢関連の神経変性疾患であり、主な病理学的特徴には神経細胞外のβアミロイド斑と神経細胞内の神経原線維変化（Neurofibrillary tangles, NFTs）が含まれます。βアミロイド斑は主に、βアミロイドペプチド（Amyloid beta peptides, Aβ）が凝集したもので構成されています。さらに、Aβペプチドは脳血管壁にも沈着し、脳アミロイドアンギオパチー（Cerebral amyloid angiopathy, CAA）を引き起こす可能性があります。研究では、AD患者の脳内にAβ斑が一般的に見られる一方で、CAAの程度が異なることがわかっています。この論...

体細胞および生殖細胞のPRNP変異に関する孤発性ヒトプリオン病の神経病理学的方向性分析 序論 プリオン病（Prion diseases）は、感染性、進行性、致死的な神経変性疾患であり、プリオンタンパク質（PrP）の異常な折り畳みと凝集を特徴とします。プリオンタンパク質はPRNP遺伝子によってコードされ、正常細胞内のプリオンタンパク質（PrPc）は疾患特異的な構造（PrPSc）の基質です。プリオンは異なる哺乳動物間で容易に伝播し、例えば、羊や山羊が罹患する「スクレイピー」、鹿やヘラジカが罹患する慢性消耗病、牛が罹患する狂牛病、そして人間のクール病（Kuru）などが含まれます。プリオン病はその感染性で知られていますが、他の病因も疾患の負担に重要な影響を与えます。 人口100万人あたりの発症率は1...

脳アミロイド血管病（cerebral amyloid angiopathy、CAA）は、β-アミロイドタンパク質（amyloid-beta、Aβ）が脳血管内に堆積することによって引き起こされる疾患です。CAAは高齢者およびほぼすべてのアルツハイマー病（Alzheimer’s disease、AD）患者に一般的に見られるだけでなく、他のAD関連の病理から独立して発生することもあります。CAAの存在とその重症度はAD関連の臨床症状の進行を促進し、正常な高齢被験者においてもより急速な認知衰退と関連しています。CAAの発生は、低酸素や神経障害を直接的に促進するか、またはタウタンパク質病理を促進することによって間接的に認知衰退を引き起こす可能性があります。さらに、CAAは脳出血およびAD免疫治療の主要...

Neurohackademy：オンラインとオフラインを組み合わせた神経情報学の教育 背景紹介 近年、人類神経科学はビッグデータの時代に突入しています。人類コネクトーム計画（Human Connectome Project）、青少年脳認知発達（ABCD）研究などのプロジェクトのおかげで、科学者たちは以前には想像もできなかった規模と範囲のデータセットを取得することが可能となりました。これらのデータセットは基礎および臨床研究において重要な科学的潜在力を持っています。しかし、これらのデータセットは研究者に対して新たな挑戦ももたらしています。データの生成、処理、アクセス、分析、理解などがその一例です。特に大きな課題として、「ビッグデータスキルギャップ」と呼ばれるものがあります。これらのデータセットを活...

干渉散乱顕微鏡研究及び多粒子追跡の空間的コヒーレンス制御 背景紹介 干渉散乱（iSCAT）顕微鏡は、単一のナノ粒子や分子の検出やイメージングにおいて優れた性能を示し、ラベルフリーの光学的イメージング手法として比類のない性能を発揮しています。しかし、生物細胞などの複雑な構造をイメージングする際には、標本の異なる場所からの散乱場が重なり合ってスペックルのような背景が発生し、精細な特徴の解明に大きな挑戦が生じます。研究論文では、照明の空間コヒーレンスを制御することにより、感度を犠牲にすることなく、偽スペックル背景を除去することができると提案されています。 研究の出典 この研究論文の主要著者には、Mahdi Mazaheri, Kiarash Kasaian, David Albrecht, Jan...

光学自旋軌道耦合の広帯域色差空間微分イメージング 背景紹介 画像処理において、従来の空間微分は通常デジタル電子計算によって行われます。しかし、多くのビッグデータアプリケーションではリアルタイムかつ高スループットな画像処理が求められており、これはデジタル計算にとって大きな挑戦です。光学的なアナログ空間微分はこの挑戦を克服する可能性があります。なぜなら、低エネルギーで全ての画像を大規模に並行処理できるからです。さらに、光学的な空間微分は純粋な位相物体（例：透明な生物細胞）のイメージングも可能であり、これはデジタル電子計算では実現不可能です。このため、光学的な微分は最近広く注目されており、ラベルフリーセルイメージング、画像処理、コンピュータビジョンなどの分野で広範な応用があります。 論文出典 本論...