多スケールフットプリントが細胞分化と老化におけるシス調節要素の役割を明らかにする 背景紹介 遺伝子発現の調節は、細胞の運命と疾患発生の鍵となるメカニズムの一つであり、シス調節要素（cis-regulatory elements, CREs）がこの過程で重要な役割を果たしています。CREsは、転写因子やヌクレオソームなどの多様なエフェクタータンパク質と結合することで、遺伝子発現を動的に調節します。しかし、既存の研究方法では、特に単細胞レベルでこれらのエフェクタータンパク質のゲノム全体での結合動態を測定する際に限界があり、CREsの構造がその機能とどのように関連しているかを完全に理解することが困難でした。特に、細胞分化と老化の過程におけるCREsの役割については不明な点が多く残されています。 こ...

患者由来オルガノイドを用いたパーソナライズドアンチセンスオリゴヌクレオチド（ASO）スクリーニングプラットフォームの確立 学術的背景 近年、ゲノムシーケンシング技術の急速な進展に伴い、特定の遺伝子変異に関連する多くの希少遺伝性疾患が発見されています。アンチセンスオリゴヌクレオチド（Antisense Oligonucleotides, ASOs）は、特定のRNA配列を標的とする治療手段として、さまざまな遺伝性疾患の治療においてその可能性を示しています。ASOsは標的mRNAに結合し、RNAの加工プロセスを調節したり、タンパク質の発現レベルに影響を与えることで、遺伝子変異によって引き起こされる病理学的表現型を修正します。しかし、ASOsが研究室や臨床で顕著な成果を上げているにもかかわらず、その...

単細胞RNAシーケンスおよびBulk RNAシーケンスに基づく食道扁平上皮癌の予後予測モデル研究 研究背景 食道扁平上皮癌（Esophageal Squamous Cell Carcinoma, ESCC）は、世界的に見ても特に東アジア地域で発生率が高い悪性腫瘍の一つです。手術、内視鏡的切除、放射線化学療法などの治療法が存在するものの、患者の予後は依然として不良で、5年生存率はわずか21%です。免疫チェックポイント阻害剤などの新しい治療法は、20%-30%の患者にしか効果がありません。これは、ESCCの分子メカニズム、特に腫瘍微小環境（Tumor Microenvironment, TME）に対する理解がまだ不十分であることを示しています。グルコース代謝異常はESCCの初期段階における重要な...

基底核におけるA2A受容体とCB1受容体のGABAおよびグルタミン酸放出における相互作用 背景紹介 基底核（Basal Ganglia）は、運動制御と報酬行動を司る脳の重要な構造です。これは皮質と視床からの興奮性入力を受け取り、その80％のシナプスはグルタミン酸作動性（glutamatergic）であり、次に多いシナプスタイプはGABA作動性（GABAergic）です。これらのシナプスの調節は、アデノシン（adenosine）、アセチルコリン（acetylcholine）、ドーパミン（dopamine）、および内因性カンナビノイド（endocannabinoids）などのさまざまな神経調節物質に依存しています。アデノシンはA1受容体（A1R）とA2A受容体（A2AR）を介してシナプス伝達を調...

SDH欠損が副腎髄質と線維芽細胞モデルで異なる表現を示す 背景紹介 コハク酸脱水素酵素（Succinate Dehydrogenase, SDH）は、ミトコンドリアのクエン酸回路（TCA回路）と電子伝達系における重要な酵素であり、コハク酸をフマル酸に酸化し、電子伝達に関与しています。SDHは4つのサブユニット（SDHA、SDHB、SDHC、SDHD）で構成されており、いずれかのサブユニットの機能欠損はSDH酵素活性の喪失を引き起こし、細胞のエネルギー代謝に影響を与えます。SDHの機能欠損は、特に褐色細胞腫（Pheochromocytoma, PPGL）と傍神経節腫（Paraganglioma, PPGL）を含むさまざまな腫瘍の発症と密接に関連しています。これらの腫瘍は通常、神経堤由来の傍神経...

PFKFB3が非小細胞肺がんにおけるEGFR-TKIs耐性に果たす役割 背景紹介 非小細胞肺がん（NSCLC）は、世界中でがん関連死亡の主要な原因の一つです。上皮成長因子受容体（EGFR）変異はNSCLCで比較的頻繁に見られ、症例の約15-30％を占めます。エルロチニブ（erlotinib）やオシメルチニブ（osimertinib）などのEGFRチロシンキナーゼ阻害剤（TKIs）は、EGFR変異を持つNSCLC患者の治療において顕著な効果を示していますが、多くの患者は最終的に耐性を獲得し、腫瘍の再発を引き起こします。耐性の発生は遺伝子変異だけでなく、代謝リプログラミングなどの非遺伝的メカニズムとも密接に関連しています。代謝リプログラミングにより、がん細胞は持続的な薬物治療下でも生存し、耐性細...

# GCN2-SLC7A11軸がアルギニン欠乏下での網膜芽細胞腫の細胞成長と生存を調節 ## 背景紹介 網膜芽細胞腫（Retinoblastoma, RB）は小児期に発症する眼内悪性腫瘍で、すべての小児がんの4％を占めます。現在の治療法である化学療法は一部の患者に有効ですが、多剤耐性、腎毒性、および二次がんの誘発などの欠点があります。そのため、副作用の少ない代替治療戦略の開発が急務となっています。アルギニン欠乏（Arginine Deprivation）は、さまざまな固形腫瘍および非固形腫瘍に対する有効な治療手段として知られています。アルギニン欠乏は腫瘍細胞の増殖を抑制し、細胞死を誘導することで抗がん効果を示します。しかし、網膜芽細胞腫細胞がアルギニン欠乏にどのように応答するかについては、ま...

ナノトポグラフィーが細胞代謝活動に与える影響：マルチモーダルイメージングによる新たな発見 学術的背景 生物医学分野において、細胞と材料表面の相互作用は、細胞の挙動、組織工学、再生医学を研究する上で重要な鍵となります。ナノスケールの表面トポグラフィー（ナノトポグラフィー）は、細胞の形態、接着、増殖、分化に大きな影響を与えることが証明されています。しかし、ナノトポグラフィーが機械的および幾何学的な微小環境を通じて細胞代謝をどのように調節するかは、まだ完全には理解されていない問題です。細胞代謝は、エネルギー産生、生体分子合成、酸化還元バランスなど、細胞機能の核心を担っています。ナノトポグラフィーが細胞代謝に与える影響を理解することは、細胞と材料の相互作用メカニズムを解明するだけでなく、新しい細胞培...

体積積層造形（VAM）における細胞印刷への応用 学術的背景 体積積層造形（Volumetric Additive Manufacturing, VAM）は、複雑な3D構造を迅速に作成できる革新的な3Dプリント技術であり、特に細胞印刷の分野において、天然組織の構造を模倣することが可能です。これにより、再生医療や組織工学に新たな可能性をもたらしています。しかし、VAM技術には大きな可能性がある一方で、産業応用や規制遵守の面で多くの課題が残されています。特にバイオプリンティングの分野では、印刷された組織の安全性や有効性、さらには大規模生産をどのように確保するかが未解決の問題です。さらに、VAM技術の規制フレームワークや知的財産保護に関して、国や地域によって異なる状況があり、技術の普及と応用にさらな...

自己組織化DNA-コラーゲン生体活性スキャフォールドが細胞取り込みと神経細胞分化を促進 学術的背景 分子生物学研究において、DNAとタンパク質の相互作用は細胞プロセスを理解する上で重要なテーマです。DNA-タンパク質相互作用の理解が深まるにつれ、これらの知識は組織工学、薬物開発、遺伝子編集などの分野で広く応用されています。特に、DNA/コラーゲン複合体は遺伝子送達研究における応用から注目を集めています。しかし、これらの複合体を生体活性スキャフォールドとして利用する可能性に関する研究は少なく、特に自己組織化DNAマクロ構造とコラーゲンの相互作用によって形成される複合体の特性は十分に研究されていません。本研究は、自己組織化DNAマクロ構造とI型コラーゲンの相互作用によって形成される生体活性スキャ...