超弾性フェニルアラニンジペプチド結晶繊維のウェアラブルおよびインプラント可能なバイオエレクトロニクスへの応用 背景紹介 柔軟なバイオエレクトロニクスの急速な発展に伴い、高い弾性、通気性を持ち、人体と共形変形を実現する圧電材料とデバイスの開発が重要な研究課題となっています。従来の無機圧電セラミック（酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛など）は高い圧電係数を持っていますが、人体組織との機械的特性が一致しないため、実際の応用が制限されています。有機圧電ポリマー（ポリフッ化ビニリデンやポリ乳酸など）は良好な生体適合性を持っていますが、圧電効果が弱く、伸縮性も限られています。そのため、高い圧電性能を維持しつつ、良好な弾性、通気性、生体適合性を兼ね備えた材料の探索が現在の研究の焦点となってい...
四足ロボット応用のための柔軟な歩態センサー研究 背景紹介 ロボットが日常生活や産業生産において広く応用される中、特に標準化、持続性、重負荷操作が必要なシナリオでは、インテリジェントロボットの開発がトレンドとなっています。しかし、複雑な環境でのロボット操作には多くの課題があり、例えば救助任務、自動化物流、自律輸送、スマートホームなどの分野で特に顕著です。これらのロボットは作業環境を理解し、自律的に動作する必要があり、その中で機械運動の安定性が重要な要素となっています。従来の安定性を確保する方法としては、正確なセンサーを使用して姿勢や環境を監視し、複雑な制御システムを組み合わせて運動を調整することが挙げられます。しかし、応用シナリオが複雑化するにつれ、既存のセンサー技術ではニーズを満たすことが難...
ポリイミド繊維表面修飾による靭帯-骨癒合促進の研究 学術的背景 前十字靭帯（Anterior Cruciate Ligament, ACL）損傷は、世界的に見られるスポーツ傷害の一つであり、毎年約1/1250の人がACL再建手術を受ける必要があります。現在、ACL再建の主な方法には自家移植と他家移植がありますが、これらの方法には免疫拒絶やドナー部位の合併症などの問題があります。人工靭帯、特に非分解性のポリマー材料は、優れた機械的強度と術後の回復の速さなどの利点から、臨床的に重要な選択肢となっています。しかし、既存の人工靭帯材料であるポリエチレンテレフタレート（Polyethylene Terephthalate, PET）は骨再生における生物活性が不十分であり、線維性被膜の形成を引き起こし、...
多層オミクス技術による重症妊娠高血圧症候群患者の子宮内膜脱膜化抵抗の解明 学術的背景 妊娠高血圧症候群（Preeclampsia, PE）は、妊娠期に発生する重篤な合併症の一つであり、主に高血圧、蛋白尿およびその他の臓器機能障害を特徴とし、母体と胎児の健康に深刻な脅威を与えます。特に、重症妊娠高血圧症候群（Severe Preeclampsia, SPE）はより危険な形態であり、妊婦と胎児の生命を危険にさらす可能性があります。妊娠高血圧症候群の発症メカニズムは完全には解明されていませんが、研究によると、子宮内膜の脱膜化（Decidualization）の欠陥がその発症において重要な役割を果たしている可能性があります。脱膜化は、胚の着床や胎盤形成をサポートするために妊娠初期に子宮内膜で起こる機...
ヨーロッパにおける希少疾患のゲノムデータ再解析研究：新しい診断と未来の青写真 学術的背景 希少疾患とは、人口のごく一部に影響を及ぼす疾患であり、欧州連合（EU）では、10万人あたり50人未満の患者を持つ疾患として定義されています。希少疾患は6,000種類以上存在し、その70%以上が遺伝的要因に関連しています。これらの疾患は個人や医療システムに大きな負担をもたらし、生涯を通じて3.5〜6.0%の人が何らかの希少疾患にかかる可能性があります。近年、ゲノム配列解読技術の進歩により、希少疾患の診断率は向上しましたが、依然として多くの患者が明確な分子診断を受けられていません。また、既存のゲノムデータの再解析が新たな診断につながる可能性があることが示されていますが、特に新規疾患遺伝子の発見やゲノム変異注...
非人霊長類とヒトの網膜における高精度な塩基編集技術の応用 研究背景 スターガルト病は現在治療法がない遺伝性神経変性疾患で、主にABCA4遺伝子の機能喪失変異により黄斑変性や失明を引き起こします。ABCA4遺伝子がコードするタンパク質は、光受容体と網膜色素上皮細胞（RPE細胞）に局在する膜脂質フリッパーゼであり、視網膜内の有毒なレチノイドの蓄積を防ぐ役割を持ちます。スターガルト病で最も一般的な変異は、ABCA4遺伝子のc.5882G>A（p.Gly1961Glu）点変異で、この変異はタンパク質機能の喪失を引き起こし、疾患を誘発します。 これまでに、細胞株やマウスモデルでの塩基編集に関する研究はいくつかありますが、ヒトおよび非ヒト霊長類（NHPs）の神経組織において効率的な遺伝子編集を実現するこ...
重大心血管手術が誘発する代謝再プログラミングの急性腎障害における役割：メタボロミクス研究 学術的背景 心血管疾患は世界の死亡原因の主な要因であり、毎年1790万人以上が死亡し、全世界の総死亡者の32%を占めています。疾病負荷の増加に伴い、生涯のうちに外科的介入が必要になる患者は約3分の1に達します。現在、世界中で毎年200万件以上の心臓手術が行われています。心臓手術は心血管の健康において重要な役割を果たしていますが、それに伴う罹病率と死亡率のリスクも非常に高いです。術後回復には通常、宿主の炎症反応が関与しており、心筋虚血、内皮機能障害、および虚血-再灌流損傷がさまざまな程度の臓器機能障害を引き起こします。しかし、術後のストレス反応の分子メカニズムについてはほとんど理解されておらず、これにより...
免疫抑制患者急性呼吸不全における侵襲性肺アスペルギルス症の予測モデル 背景紹介 侵襲性肺アスペルギルス症（Invasive Pulmonary Aspergillosis, IPA）は、免疫抑制患者、特に血液悪性腫瘍、幹細胞移植、または長期的な免疫抑制剤の使用による免疫機能低下を持つ患者に見られる重篤な日和見感染症です。IPAの診断は通常困難であり、患者が人工呼吸器を必要とする場合、死亡率は90%に達することがあります。したがって、早期診断と迅速な治療は患者の予後改善に重要です。しかし、現在の診断方法（例えば肺生検、気管支肺胞洗浄など）には多くの制限があり、特に重症患者ではこれらの侵襲的操作が状態を悪化させる可能性があります。さらに、生物学的サンプルの検査結果はしばしば時間がかかり、入院時に...
学術的背景 神経系の再生能力は部位によって顕著な違いがあります。末梢神経系（Peripheral Nervous System, PNS）の軸索は損傷後に自然に再生できますが、中枢神経系（Central Nervous System, CNS）の軸索にはその能力が欠如しています。この違いにより、特に脊髄や視神経の損傷後の回復が極めて困難です。PNSの軸索は再生可能ですが、その速度は非常に遅く、通常1日あたり1〜4mmであり、長距離再生の成功率も極めて低いです。したがって、PNS軸索の再生を加速し、CNS軸索の再生を促進する方法は、神経科学分野における大きな課題となっています。 以前の研究では、G3BP1（Ras GTPase-activating protein SH3 domain-bin...
学術的背景 神経科学分野では、神経回路がどのように複雑な行動を生成し制御するかを理解することを目指してきました。単純なモデル生物（軟体動物、甲殻類、環形動物など）は、アクセス可能な神経系と大型の特徴的なニューロンを持つため貴重なモデルを提供してきましたが、多くの場合、神経回路の理解は詳細な脳地図の欠如によって制限されています。特に軟体動物については、その脳は形態的に一貫性があり機能的に研究可能なニューロンで構成されていますが、神経系内のニューロン総数や組織原則、詳細なニューロンレベルの地図は依然として不明です。これらの問題は、神経回路機能の体系的な研究を制限しています。 この課題を解決するために、本研究ではLymnaea stagnalis（古典的な軟体動物モデル）の脳に対してシンクロトロン...