腫瘍辺縁の可視化を利用した二チャンネル近赤外蛍光による、精密で安全な肺区域切除術の実現 肺がんは、世界的にがん関連死の主な原因となっています。コンピューターCTスクリーニングの導入により、肺がんの早期発見率が大幅に向上し、死亡率が顕著に低下したと報告されています。近年、早期の非小細胞肺がん(NSCLC)の発症率が顕著に上昇しており、3年生存率は21%から31%に上昇したと研究で示されています。早期NSCLCまたは肺機能障害のある患者に対しては、精密な縮小手術である肺区域切除術が、生存率の向上と肺機能の保持につながります。肺区域切除術の成功の鍵は、手術中に癌組織と肺区域面を同時に正確に識別することです。しかし、高い背景信号と標的プローブの低い血清安定性などの問題から、手術の切除縁を正確に同定す...
SIRT1-Rab7アクシスはエンドソーム依存的線虫自己食で敗血症誘発性急性肺障害におけるNLRP3とSTINGの活性化を制御する 学術的背景 急性肺障害(ALI)は、敗血症患者の主な死因の1つであり、主に内皮細胞(EC)の炎症性変化と透過性障害が原因となる。線虫体の機能障害は、敗血症誘発性ALIの病因メカニズムにおいて、重要な調節作用を果たしている。線虫自己食は線虫体の質量を調節することが広く認識されているが、敗血症誘発性ALIにおける具体的な役割はまだ明らかになっていない。SIRT1(Sirtuin 1)はヒストン脱アセチル化酵素であり、炎症、線虫自己食、細胞老化の調節に関与する。本研究では、SIRT1シグナル経路を介したエンドソーム依存的な線虫自己食の方法を示し、それが敗血症誘発性AL...
ラマン分光法と機械学習プラットフォームに基づくIDH変異型と野生型膠芽腫細胞の代謝差異研究 背景紹介 膠芽腫の診断と治療において、フォルマリン固定、パラフィン包埋（FFPE）組織切片が広く使用されています。しかし、包埋媒体の背景ノイズの影響を受け、FFPE組織はラマン分光法に基づく研究に限られた応用しかされていません。この問題を克服し、腫瘍サブタイプを識別するために、我々の研究チームは新しいラマン分光法に基づく機械学習プラットフォーム「APOLLO (悪性膠芽腫のラマン分光法病理学）」を開発しました。これはFFPE組織切片から膠芽腫のサブタイプを予測できるプラットフォームです。 論文の出典 本論文は、Adrian Lita、Joel Sjöberg、David Păcioianuらの学者によ...
多区域非小细胞肺癌患者衍生異種移植モデル中におけるゲノムレベル腫瘍内腫瘍異質性の表現 学術背景と研究動機 患者由来の異種移植（Patient-Derived Xenograft、PDX）モデルは、癌研究に広く利用されています。PDXモデルは人間の腫瘍を免疫不全マウスの体内に移植して繁殖させます。そのため、PDXモデルは従来の細胞株よりも腫瘍の生物学的特性を模倣する能力が高いとされています。体内の細胞間および細胞-基質間の相互作用、三次元構造、そして新しい派生特性を保持しています。多くの研究により、PDXモデルの薬物反応が患者個人や患者群体の薬物反応と一致することが示されており、個別化医療や前臨床薬物試験に使用されています。これにより、癌生物学の重要なモデルとなっています。 しかし、PDXモデ...
システム分析NDUFAF6の複合体I組み立てとミトコンドリア病における役割 背景紹介 ミトコンドリア複合体I（complex I, CI）は呼吸鎖の中で重要な構成要素であり、酸化的リン酸化（oxphos）過程において電子をミトコンドリア呼吸鎖に導入し、複合体II-IVと共にATP合成を駆動するプロトングラデントを生成・維持します。研究によれば、単独のCI欠損が主要なミトコンドリア病の最も一般的な原因の一つを構成しており、約5000人に1人が影響を受けています。CI欠損の約半分は、CIアセンブリ因子（CI assembly factors, CIAFs）に影響を与える病的変異によって引き起こされると考えられており、これらの因子はCI全酵素の一部ではありません。これらのCIAFsのCI疾患の発症...
不飽和脂肪酸は、アポトーシス過程におけるBaxおよびBakの孔形成活性を促進する 背景 アポトーシス(apoptosis)は、細胞の程序的死を制御する主要な形態であり、胚発生、組織のホメオスタシス、免疫系機能などの基本的な生物学的プロセスに関与しています。アポトーシスの dysregulationは、神経変性疾患や癌の発症などの病態につながり、ほとんどの抗癌化学療法はアポトーシスの誘導に依存しています。ミトコンドリア外膜の透過化(mitochondrial outer membrane permeabilization, MOMP)はミトコンドリアアポトーシス経路の重要なイベントであり、アポトーシス孔の開口によりサイトクロムcなどのアポトーシス因子が細胞質に放出され、カスパーゼを活性化し、最...
超分子組織化によって活性化された単一分子リン光共鳴エネルギー移動を用いた近赤外標的細胞イメージング 近年、純有機リン光共鳴エネルギー移動(Phosphorescence Resonance Energy Transfer, PRET)の研究が注目を集めています。本論文では、著者らがアルキル橋架けされたメトキシ四フェニルエチレン-フェニルピリジン誘導体(TPE-DPY)ホスト分子、異なるパラメータのカリックス[n]アリル(Cucurbit[n]uril, n = 7, 8)、およびβ-シクロデキストリン修飾ヒアルロン酸(HACD)から、大きいストークスシフト(367nm)と近赤外(NIR)発光を示す単一分子PRETシステムを構築しました。著者らはこのシステムを用いて、がん細胞のミトコンドリアの...
正交タンパク質解析により、3q26 AMLにおけるPA2G4-MYC軸の薬剤ターゲティング可能性を同定 急性骨髄性白血病(AML)は、高度な異質性と侵襲性を持つ悪性腫瘍である。特に3q26染色体異常を伴うAMLサブタイプでは、その発症機構が複雑で効果的な標的治療法がない。この課題に対処するため、Matteo Marchesini氏らは、3q26 AMLにおける薬剤ターゲティングの可能性を明らかにするため、多次元タンパク質ゲノミクス解析研究を行い、その成果を「ネイチャーコミュニケーションズ」誌に発表した。 研究背景 過去20年間で、分子技術の急速な進歩により、急性骨髄性白血病患者の治療見通しが大きく変わった。しかしながら、高度に侵襲的で希少なサブタイプ、または再発性で難治性の疾患を持つ患者では...
腸内細菌叢と結腸内分泌細胞の相互作用によるホスト代謝調節 研究背景 肥満は21世紀の主要な健康問題の一つであり、糖尿病、脂肪肝疾患、心血管疾患などの様々な健康上の悪影響の重要な原因となっています。したがって、肥満の背景にある生物学的メカニズムを解明することは重要な意味を持ちます。近年の研究では、腸内細菌叢がホストの体重調節において重要な役割を果たしていることが示されていますが、結腸内分泌細胞(EECs、エンテロエンドクリン細胞)がホストの代謝調節にどのような役割を果たすかについてはよくわかっていません。研究チームは、結腸EECsがホストの代謝調節と肥満の発症においてどのような具体的な機能を果たしているかを明らかにしようと努力し、この重要な科学的問題を解決しようとしています。 論文の出典 本研...
拡散モデルベースの深層学習アルゴリズムを用いた超解像度イメージングと体積電子顕微鏡の強化 背景紹介 電子顕微鏡(Electron Microscopy、略してEM)は高解像度のイメージングツールとして、細胞生物学の重大な突破口を開いた。従来のEM技術は主に2次元のイメージングに使用されていたが、ナノスケールの複雑な細胞構造を明らかにしてきた一方で、3次元(3D)構造の研究には一定の限界があった。より高度な技術である体積電子顕微鏡(Volume Electron Microscopy、略してVEM)は、連続切片と断層走査技術(透過電子顕微鏡TEMやスキャニング電子顕微鏡SEMなど)を用いて、細胞や組織の3Dイメージングを実現し、細胞、組織、さらには小型のモデル生物のナノスケールの3D構造を抽出...