学術背景 組織修復の過程において、慢性低酸素（chronic hypoxia）は幹細胞の機能に悪影響を及ぼす。骨膜幹細胞（Periosteal Stem Cells, PSCs）は骨修復の主要な貢献者であり、低酸素条件下でのその機能の変化はまだ明確ではない。低酸素は組織修復の初期段階では一部の幹細胞にとって有益であるが、長時間の低酸素は細胞死（apoptosis）を引き起こし、骨再生を妨げる。したがって、時間のニーズに応じて酸素供給を精密に調節できるシステムを開発することは、PSCsの機能を最適化し、骨再生を促進する上で重要である。 本研究は以下の問題を解決することを目的としている： 1. 低酸素がPSCsに及ぼす時間的影響：低酸素はいつ有益から有害に転じるのか？ 2. スマート酸素供給シス...
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...
アルツハイマー病におけるCRTC1のS-ニトロシル化がCREB依存性遺伝子発現を破壊する 学術的背景 アルツハイマー病（Alzheimer’s Disease, AD）は、記憶や認知機能の徐々な喪失を特徴とする一般的な神経変性疾患です。ADの病理機構は複雑で、多様な分子および細胞プロセスが関与しており、その中でもタンパク質の異常修飾が疾患進行の鍵となる要因の一つと考えられています。S-ニトロシル化（S-nitrosylation）は一酸化窒素（NO）によって媒介されるタンパク質の翻訳後修飾であり、多くの神経変性疾患で重要な役割を果たすことが示されています。しかし、ADにおけるS-ニトロシル化の具体的な作用メカニズムはまだ完全には解明されていません。 本研究では、cAMP応答エレメント結合タン...
放射線誘導の細胞可塑性は、フォスコリン媒介のグリオブラストーマ分化を促進 学術的背景 グリオブラストーマ（Glioblastoma, GBM）は成人において最も致死的な脳腫瘍であり、患者の中央生存期間はわずか15～18ヶ月です。手術と化学放射線療法の併用は病気の進行を遅らせることができますが、これらの治療法では腫瘍の成長を完全に制御することはできず、標的治療や生物製剤も生存率を大幅に向上させることはできませんでした。グリオブラストーマの複雑さと血液脳関門（Blood-Brain Barrier, BBB）の存在により、従来の治療法が効果を発揮するのが困難でした。近年、分化療法（Differentiation Therapy）という新たな治療戦略が注目されており、これは腫瘍細胞を非増殖性の細胞...
内源性大麻素は細胞外微小胞によって需要に応じて放出される 学術的背景 内因性カンナビノイド（endocannabinoids, ECBs）は、脂質性の神経伝達物質であり、カンナビノイド受容体CB1を活性化することで脳機能において重要な役割を果たします。古典的な神経伝達物質とは異なり、ECBsの貯蔵および放出メカニズムは完全には解明されておらず、これらのシグナルがどのように制御されているかについての理解には大きな空白があります。特に主要なECBである2-アラキドノイルグリセロール（2-arachidonoylglycerol, 2-AG）の放出と輸送に関する分子メカニズムは依然として不明です。以前の研究では、「オンデマンド生産」（on-demand production）モデルが提案され、2-...
マウス蝸牛における聴覚遠心ニューロンとII型螺旋神経節求心性ニューロン間のGABA作動性シナプス 背景紹介 聴覚システムの複雑さと精密さは、神経科学研究において重要なテーマです。蝸牛は聴覚システムの主要な構成要素であり、その内部の細胞やニューロン間の相互作用が聴覚機能の実現に不可欠です。外有毛細胞（outer hair cells, OHCs）は電気運動特性によって音信号を増幅し、聴覚感度と周波数調整を向上させます。OHCsは内側オリボコクレア（medial olivocochlear, MOC）遠心ニューロンからのコリン作動性フィードバックを受け取りつつ、II型螺旋神経節ニューロン（type II spiral ganglion neurons, SGNs）を介して脳幹へ情報を伝達します。...
青少年の体重状態によるカロリー摂取への概日リズムと行動周期の影響 学術的背景 肥満問題は世界的に悪化し続けており、特に青少年における肥満率の上昇は、2型糖尿病、高血圧、心血管疾患などの慢性疾患リスクを引き起こしています。これまでの研究では、夜遅くの食事が肥満リスクの増加に関連していることが示されていますが、内因性の概日リズムシステムがカロリー摂取に独立して影響を与えるかどうか、またその影響が体重状態によって異なるかどうかについては不明な点がありました。この問題をより深く理解するために、研究者たちは内因性の概日リズムシステムと睡眠/覚醒および食事/断食サイクルの影響を分離する実験を設計しました。この研究の核心は、異なる体重状態を持つ青少年が、内因性の概日リズムと行動周期の影響下でカロリー摂取の...
虚血性脳卒中後のマクロファージにおけるアルギナーゼ-1の有害な影響 学術的背景 虚血性脳卒中（ischemic stroke）は、世界的に見ても長期的な障害の主な原因の一つです。アルギナーゼ-1（arginase-1, Arg1）は一般的に抗炎症反応や組織修復と関連していますが、その脳卒中後の回復における具体的な役割はまだ明らかではありません。Arg1は主にマクロファージにおいて発現し、特に炎症環境下では、L-アルギニン代謝を調節することによって炎症微小環境に影響を与えると考えられています。しかし、Arg1が脳卒中後に果たす機能的影響についてはまだ十分に研究されていません。本研究は、Arg1が脳卒中後の回復にどのように影響するか、特に浸潤マクロファージでの発現が炎症微小環境や機能回復にどのよ...
研究報告：ケトン体の細胞生理学における役割：代謝、シグナル伝達および治療の進展 学術的背景 持久力運動において、炭水化物（Carbohydrate, CHO）の摂取は長年にわたり運動パフォーマンスを向上させるための重要な要素と考えられてきました。従来の見解では、高炭水化物低脂肪食（High-Carbohydrate Low-Fat Diet, HCLF）が筋肉や肝臓のグリコーゲン貯蔵量を増加させ、疲労の発生を遅らせるとされています。しかし、近年では極めて低炭水化物高脂肪食（Very-Low-Carbohydrate High-Fat Diet, LCHF）が注目を集めており、特に持久力アスリートの中でその利用が広がっています。LCHF食は脂肪酸化を増加させることでエネルギーを供給し、炭水化物...