ミトコンドリア疾患の精密モデリング：最適化されたmitobesに基づく研究 学術的背景 ミトコンドリア疾患は、ミトコンドリアDNA（mtDNA）の変異によって引き起こされる遺伝性疾患の一種で、細胞のエネルギー代謝に影響を与え、さまざまな臓器の機能障害を引き起こします。ミトコンドリアDNAの変異は、同質的（すべてのmtDNAコピーに影響を与える）または異質的（変異型と野生型のmtDNAが共存する）である場合があります。これらの変異は人口において比較的稀ですが、一度発生すると重篤な臨床症状を引き起こすことが多く、Leigh症候群やLeber遺伝性視神経症（LHON）などの疾患が知られています。適切な動物モデルの不足により、ミトコンドリア疾患の研究と治療の進展が制限されています。そのため、ヒトのミ...

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...

光熱MXene埋め込みタンニンEu3+粒子を用いた海水浸漬感染創傷のための原位細菌ワクチン 学術的背景 海水浸漬創傷は、低温、高塩分、および細菌が豊富な環境により、深刻な感染を引き起こし、創傷治癒を妨げます。従来の抗菌戦略は、長期的な抗感染効果を提供できず、創傷治癒を効果的に促進することもできませんでした。この問題を解決するために、研究者らは、細菌を殺し、原位で細菌抗原を送達することで、海水浸漬創傷感染に対する抵抗力を強化することを目的とした新しい多機能創傷被覆材を開発しました。この研究では、MXene埋め込みタンニン酸-ユウロピウム（M@TA-Eu）粒子に基づく戦略を提案し、光熱効果により細菌を殺し、原位細菌ワクチンを形成することで、創傷治癒を加速し、持続的な抗感染効果を提供します。 論文...

3DバイオプリンティングGelMA水ゲル中のCav3.3を介した軟骨内骨化研究 研究背景 骨の成長は複雑なプロセスであり、その中で成長板（Growth Plate, GP）は長骨の縦方向の成長に重要な役割を果たしています。成長板は軟骨内骨化（Endochondral Ossification, EO）プロセスを通じて骨の成熟を調節します。しかし、成長板の機能障害は成長遅延や骨形成不全を引き起こす可能性があります。成長板の研究は骨の成長や関連疾患の理解において重要ですが、その複雑な時空間的変化により、体内研究は制限されています。近年、三次元（3D）バイオプリンティング技術の発展により、成長板の生理的および病理的機能を体外で研究するための新しいモデルが提供されています。しかし、軟骨内骨化プロセス...

抗菌ゲルを組み込んだ電紡ポリビニルアルコール繊維を用いた酵素制御活性酸素放出の研究 学術的背景 皮膚は人体の感染に対する最初の防壁であり、傷の発生はこのバリアを破壊し、感染リスクを高めます。抗生物質耐性の増加に伴い、新しい抗菌療法の開発が特に重要となっています。従来の抗生物質療法は耐性を引き起こすだけでなく、細胞や臓器の毒性、アレルギー反応、腸内微生物叢への悪影響などの副作用を引き起こす可能性があります。そのため、局所的な抗菌治療がより優れた選択肢となり、特に抗菌剤を創傷被覆材に組み込むことで、その有効性を高め、毒性を減らすことが可能です。 近年、過酸化水素（H2O2）などの活性酸素（Reactive Oxygen Species, ROS）がその抗菌特性から注目されています。ROSは病原体...

末梢血単核細胞のDNAメチル化に基づく早期肺腺癌診断の新手法 背景紹介 肺腺癌（Lung Adenocarcinoma, LUAD）は、世界的にがん関連死亡の主要な原因の一つであり、肺癌症例の約40％を占めています。近年、肺腺癌の治療は著しく進歩していますが、その予後は依然として不良です。その主な理由の一つは、早期診断の難しさにあります。多くの患者は初診時にはすでに進行期に達しており、治療効果が低くなっています。現在、低線量コンピュータ断層撮影（Low-Dose Computed Tomography, LDCT）は早期肺腺癌スクリーニングの一般的なツールですが、その偽陽性率は96.4％と高く、既存の血清バイオマーカー（CEAなど）も早期肺腺癌診断における感度と特異性が低いという課題がありま...

Cryptosporangium属放線菌から発見された新規ベンゼン環含有ポリケタイドおよび修飾ジケトピペラジン 学術的背景 微生物の天然産物は、薬剤開発において重要な価値を持っています。特に、放線菌（Actinomycetes）は、アミノグリコシド類、マクロライド類、テトラサイクリン類抗生物質など、多様な治療用化合物の豊富な供給源となっています。しかし、近年、既知化合物の頻繁な再分離が天然産物に基づく薬剤発見の主な障害となっています。この問題を解決するために、研究者たちは共培養、二次代謝シグナル分子の添加、培養中の高温処理など、さまざまな新しい方法を試みています。本論文の著者らは、未解明の放線菌属に注目し、新しい化合物骨格の発見を目指しました。 本研究の対象は、Cryptosporangiu...

Isoallolithocholic Acid のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）腹膜感染における治療可能性 背景紹介 メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus, MRSA）は、1961年に発見されて以来、世界的に最も一般的な抗生物質耐性菌の一つとなっています。MRSA感染は、致命的な敗血症、肺炎、および皮膚および軟部組織感染の高発生率を引き起こす可能性があります。その急速な伝播と広範な耐性のため、多くの抗生物質がMRSA感染に対して無効です。世界保健機関（WHO）は、MRSAを高優先度の多剤耐性病原体として指定しています。そのため、MRSA感染に対処するための新しい抗菌薬または代替戦略を探求することが急務と...

2-スルファモイル酢酸合成酵素のアルテミシジン生合成における構造と機能の解析 学術的背景 スルホンアミド系抗生物質であるアルテミシジンおよびその類似化合物は、顕著な抗腫瘍および抗菌活性を持つため注目を集めています。これらの化合物の構造には、珍しいスルホンアミド側鎖が含まれており、この構造的特徴は薬物設計や医学的応用において重要な意味を持ちます。しかし、アルテミシジンおよびその類似化合物におけるスルホンアミド側鎖の構造-活性関係はまだ完全には解明されていません。この重要な構造の機能とその生合成メカニズムをさらに理解するために、研究者たちはアルテミシジン生合成経路における鍵となる酵素である2-スルファモイル酢酸合成酵素（SbzJ）を詳細に研究しました。 SbzJはアルデヒド脱水素酵素であり、2-...