ヒト胎盤の分子解析の新しい章：空間マルチオミクス研究における画期的進展 研究背景と課題 胎盤は妊娠中に最初に発達する胎児器官であり、妊娠の成功と胎児の健康な発達を維持する上で非常に重要です。しかし、その重要性にもかかわらず、胎盤の発達過程や分子調節メカニズムについては、まだ十分に理解されていません。胎盤は、母胎間の物理的および栄養交換の要となるだけでなく、免疫調節や代謝適応を通じて、急速に成長する胎児の健康な発育を可能にしています。 近年では、シングルセル技術（例えば、シングルセルRNAシーケンシング（scRNA-seq））や空間オミクス解析技術が胎盤の多様性や細胞間相互作用の研究に用いられてきましたが、現在の胎盤研究にはいくつかの大きな課題が残っています。例えば、分子分解能の不足、単一デー...

遺伝子レベルの単一細胞軌跡アライメント：動的プログラミングに基づく新手法 シングルセルRNAシーケンシング（Single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）技術の出現により、生物学研究が飛躍的に進展し、時間や空間における単細胞レベルでの動的変化を観察することが可能になりました。しかしながら、サンプル間や条件（例えば、対照と薬剤処理、体内と体外実験、健康と疾患など）の動的変化を比較するには未だ多くの課題があります。本研究では、新たに開発された「genes2genes」と呼ばれるツールを通じて、単細胞軌跡アライメントにおける重要な課題、特に遺伝子レベルでの動的変化の精確なマッチングを実現しようとしています。 本論文は、Wellcome Sanger Institute...

単細胞および空間分解解析による歯周関連角化細胞相互作用の研究：歯周炎における構造免疫の役割の解明 背景紹介 歯周炎は、世界中で数十億人に影響を与える慢性炎症性疾患であり、主に歯周組織の損傷を特徴とし、最終的には歯の脱落を引き起こす可能性があります。その主な原因は歯周バイオフィルムの多菌種群失調（polybacterial dysbiosis）であり、さらに心血管疾患、2型糖尿病、アルツハイマー病、炎症性腸疾患など全身性疾患とも密接に関連しています。しかし、現在、歯周炎に対する個別化された精密治療は多くの課題に直面しています。その主な理由の一つは、歯周組織内の細胞亜群とそれらの健康および病気状態における機能について、十分な理解が欠如していることにあります。特に、歯に関連する上皮角化細胞の不均一...

人体血管系の解読：多臓器単一細胞トランスクリプトーム研究が血管細胞の多様性を総合的に解明 背景概要 人体の血管系は生命維持の中心的な構成要素であり、内皮細胞（Endothelial Cells, ECs）と周壁細胞（Mural Cells）から成り、全身の臓器系に渡っています。その機能は血液の配送やガス・栄養の交換に留まらず、組織の恒常性維持、免疫調整、血管新生、さらには高血圧、癌、炎症性疾患、糖尿病といった病態においても重要な役割を果たします。血管内皮細胞は臓器や血管の種類ごとに多様な機能と分子特異性を発揮しています。例として、血液脳関門の遮断機能や脾臓での赤血球濾過機能が挙げられます。しかし、全臓器レベルで血管タイプごとの分子特性を系統的に分類する研究は、現在も十分に進んでいません。 こ...

シングルセルRNAシーケンシングが末梢血における細胞タイプ特異的スプライシング調節と自己免疫および炎症性疾患との関係を明らかにする 背景紹介 近年、ゲノム研究の急速な進展により、複雑な形質の遺伝的基盤についての理解が大幅に深まりました。しかしながら、複雑な疾患と関連する多くのゲノム関連領域（GWAS loci）の機能的メカニズムは未だ完全には解明されていません。これらの領域の多くは、タンパク質を直接コードしない非コードゲノムに位置しており、転写後イベント、例えば選択的スプライシング（alternative splicing, AS）が遺伝子発現や複雑な疾患の遺伝的リスクにどのように影響を与えるかを理解することが重要です。選択的スプライシングは、遺伝子機能を調節し、遺伝子発現の多様性を創出する...

大判型マイクロアレイを再利用してスケーラブルな空間トランスクリプトミクスを実現する新手法：Array-Seq技術の誕生 背景と研究の起源 近年、空間分子解析（spatiomolecular analyses）は、生物医学研究や臨床病理学にとって重要なツールとなっています。これは、組織内の細胞や分子の空間的な配置が、それらの機能や健康・病気における異常な変化にどのように影響を与えるかを研究できるからです。しかし、既存の空間トランスクリプトミクス（spatial transcriptomics, ST）技術は、複数の面で制約を抱えています。特に、装置の高額さ、操作の複雑さ、表面積の小ささ、大量のサンプル処理との非互換性、さらに一般的な組織学染色（H&E染色など）との非互換性が挙げられます。これら...

組織常在メモリーCD8 T細胞の多様性における時空間的インプリント 背景紹介 組織常在メモリーCD8 T細胞（Tissue-resident memory CD8 T cells, TRM細胞）は、腸管などのバリア部位で長期的な免疫保護を提供します。しかし、TRM細胞の異質性とその形成メカニズムは完全には解明されていません。これまでの研究では、小腸のTRM細胞が少なくとも2つのサブポピュレーションに分かれることが明らかになっています：一つはエフェクター分子の発現が高く、もう一つは記憶能が強いものです。この異質性の起源は不明でした。本研究は、異なる組織微小環境がTRM細胞の表現型異質性をどのように駆動するかを探り、腸管における時空間的分布の法則を明らかにすることを目的としています。 論文の出所...

RELMβの食物アレルギーにおける重要な役割 学術的背景 食物アレルギー（Food Allergy, FA）は、特に子供の間で発症率が高い一般的な免疫系疾患です。食物アレルギーの発生は、免疫系が食物抗原に対して異常な反応を示すことに関連しており、特に2型免疫応答の調節不全が原因です。2型免疫応答は通常、寄生虫や毒素に対する防御メカニズムですが、その調節不全は食物アレルギーやアナフィラキシーなどの病的な反応を引き起こします。食物アレルギーのメカニズムについてはある程度研究が進んでいますが、免疫寛容の維持と破綻に関する具体的なメカニズムはまだ不明です。特に、腸内細菌叢が食物アレルギーにどのように関与しているかは完全には解明されていません。 本研究は、腸管の杯状細胞から分泌されるタンパク質であるレ...

腫瘍微小環境におけるミトコンドリア転移と免疫逃避メカニズム 学術的背景 腫瘍細胞は、腫瘍微小環境（Tumor Microenvironment, TME）において、特にT細胞の攻撃から逃れるためにさまざまなメカニズムを利用しています。免疫チェックポイント阻害剤（Immune Checkpoint Inhibitors, ICIs）は多くの癌治療で顕著な進展を遂げていますが、多くの患者が治療に反応しないか、一時的な反応しか示しません。研究によると、腫瘍微小環境における代謝再プログラミングと腫瘍浸潤リンパ球（Tumor-Infiltrating Lymphocytes, TILs）のミトコンドリア機能障害は、抗腫瘍免疫反応を弱めることが示されています。しかし、これらのプロセスの詳細なメカニズムは...

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...