健康寿命の促進：Hevolutionアライアンス高齢化バイオマーカーイニシアチブの実施提案 学術的背景と研究動機 世界中で高齢化が進行し、人類の平均寿命は著しく延びていますが、健康期待寿命（つまり健康的に生活できる年数）の増加は相対的に限られています。この傾向は、人々が長生きする一方で、病気を患う期間も長くなることを示しています。この状況を変えるためには、医療が単なる疾患治療から予防に重点を移す必要があります。Geroscience仮説（老化科学仮説）は、老化を引き起こす分子的な損傷を抑制することで、健康期待寿命を拡大し、病態期の拡大を阻止または逆転できる可能性を示唆しています。しかし、この目標を達成するためには、生物年齢や老化速度を評価する信頼性のあるバイオマーカーを開発し、生物的老化を遅...

5-ヒドロキシトリプタミンによるヒストン修飾制御が肝転移を駆動する仕組みの研究 学術背景 癌の転移は、特に肝臓などの内臓器官への転移が患者の死亡の主な原因となっています。神経内分泌腫瘍（neuroendocrine tumors, NETs）は、高い転移能力を持つ一群の腫瘍で、特に神経内分泌前立腺癌（neuroendocrine prostate cancer, NEPC）や小細胞肺がん（small cell lung cancer, SCLC）などは肝転移率が高く、予後が極めて不良です。癌転移のメカニズムに関する研究は進展していますが、神経伝達物質（neurotransmitter）が免疫細胞との相互作用を通じて神経内分泌腫瘍の転移を促進するメカニズムはまだ十分に解明されていません。 5-...

跨組織トランスクリプトームワイド関連研究による新しい不眠症感受性遺伝子の同定 背景紹介 不眠症は、世界で2番目に一般的な精神疾患であり、世界人口の約3分の1に影響を及ぼしています。不眠症は生活の質を低下させるだけでなく、心血管疾患、代謝障害、気分障害、神経変性疾患のリスクを増加させる可能性があります。不眠症は遺伝的に有意な要素を持っていますが（遺伝率は約22%-25%）、その遺伝的メカニズムの理解はまだ限られています。従来のゲノムワイド関連研究（GWAS）は、不眠症に関連するいくつかの遺伝子座を明らかにしていますが、遺伝子型データのみに依存しているため、遺伝子発現調節が疾患リスクに及ぼす潜在的な影響を見逃している可能性があります。そこで、研究者たちは、遺伝子発現データとGWAS分析を組み合わ...

炎症性タンパク質と化膿性汗腺炎：遺伝的相関とメンデルランダム化研究からの示唆 研究背景 化膿性汗腺炎（Hidradenitis Suppurativa, HS）は、主に皮膚の摩擦部位である腋窩、鼠径部、肛門周囲、乳房下のひだなどに反復性の結節、膿瘍、瘻管を特徴とする慢性炎症性皮膚疾患です。HSの有病率は1～4％と推定され、通常10～30歳の間に発症し、女性に多く見られます。しかし、データ収集の不整合、診断の困難、および疾患に伴うスティグマにより、HSの実際の有病率は過小評価されている可能性があります。 HSの発症メカニズムは多岐にわたり、遺伝的素因、毛包の閉塞と破裂、機械的ストレス、免疫系の調節異常、ホルモン障害などが関与しています。現在の治療法としては、抗生物質、コルチコステロイド、レチノ...

Nagashima型掌跖角化症の歴史と展望 背景紹介 掌跖角化症（Palmoplantar Keratoderma, PPK）は、手のひらと足の裏の皮膚が過剰に角質化する遺伝性または炎症性の皮膚疾患の一群で、その臨床症状は多様であり、診断は複雑です。Nagashima型掌跖角化症（Nagashima-type Palmoplantar Keratosis, NPPK）は東アジア人において最も一般的なPPKのタイプで、SERPINB7遺伝子の両アレル変異によって引き起こされます。1970年代に初めて日本で報告されて以来、NPPKの独立性と遺伝的メカニズムについては議論が続いていましたが、2013年にSERPINB7遺伝子の病的変異が発見されたことで、NPPKは独立した遺伝性疾患として正式に確立...

単細胞遺伝子発現の適応進化が腫瘍サブクローンの非ゲノム的貢献を明らかにする 学術的背景 がんは複雑な疾患であり、その進展は成長優位性を獲得した細胞の適応によって駆動される。従来、がん進化の研究は主に遺伝子変異に焦点を当てており、変異が腫瘍進化の主要な要因であると考えられてきた。しかし、エピジェネティックな変化や遺伝子発現の変化などの非遺伝的要因もがん進化において重要な役割を果たすことが増えている証拠が示されている。遺伝子発現の適応的な変化は細胞機能に直接影響を与える可能性があり、これらの変化を明らかにすることは腫瘍進化における選択圧を理解し、より効果的な治療法の設計に役立つ。しかし、技術的な制限、特にバルクシーケンシングに基づく研究では細胞レベルの発現変化と細胞集団の組成変化を区別することが...

多モーダル学習による遺伝子型と表現型の動的関係の解明 背景紹介 遺伝子型と表現型の複雑な関係は、生物学分野の核心的な問題の一つである。遺伝子型（genotype）は生物体の遺伝情報を指し、表現型（phenotype）はこれらの遺伝情報が特定の環境下でどのように表れるかを指す。1909年にWilhelm Johannsenがこれら二つの用語を提唱し、その関係を定量化しようと試みたが、一世紀以上経った現在でも、遺伝子型がどのように複雑な遺伝子発現パターンを通じて表現型を形作るかを正確に記述することはできていない。近年、単一細胞RNAシーケンシング（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）などの技術の発展により、細胞解像度で遺伝子発現の複雑なダイナミクスを観察す...

単細胞解像度での遺伝子空間マッピング：遺伝子シグナルパターン分析（GSPA）研究 学術的背景 単細胞RNAシークエンシング（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）技術は、近年の生物学研究において大きな進展を遂げており、特に細胞状態空間（cellular state space）の組織構造を明らかにする上で重要な役割を果たしています。しかし、細胞状態空間をマッピングするための多くの計算手法が開発されている一方で、遺伝子空間（gene space）のマッピングや埋め込み（embedding）に関する研究は比較的少ない状況です。遺伝子発現は高度に組織化されており、遺伝子間は複雑な生物学的プロセスや経路を通じて協調して機能しています。しかし、生物学的および技術的...

ジェノタイプ表現グラフ（GRG）に基づく研究：バイオデータ分析効率の向上を実現する新たなフレームワーク 学術的背景と研究の動機 シーケンシング技術の急速な進歩に伴い、特に人間の疾病関連研究分野において、大規模なゲノムデータの収集がますます一般的になってきています。2023年末には、英国バイオバンク（UK Biobank）がそのクラウドコンピューティングプラットフォーム上で約50万件の全ゲノムデータをリリースし、そのうち20万件が位相（phased）処理が完了しました。このような膨大なデータセットは研究に前例のない機会を提供しますが、同時に新たな課題ももたらします。すなわち、これほど大規模なゲノムデータを効率的に符号化し分析するにはどうすればよいかという課題です。伝統的な2次元の表形式データ構...

デュアルターゲットエクソンスキッピング反義オリゴヌクレオチド薬によるデュシェンヌ型筋ジストロフィーの新たな進展：BrogidirsenのI/II相臨床試験 背景紹介 デュシェンヌ型筋ジストロフィー（Duchenne Muscular Dystrophy, DMD）は致命的な遺伝性疾患であり、骨格筋および心筋の機能に影響を及ぼし、患者は早期に運動能力を喪失し、さらには臓器不全にも至ることがあります。現在のところ、DMDを根治する方法は存在しません。その原因は、X染色体短腕（Xp21.2）のDMD遺伝子の変異にあり、これによりジストロフィン（Dystrophin）と呼ばれるタンパク質が失われたり異常になったりします。ジストロフィンは筋細胞膜の構造安定性を維持する重要なタンパク質であり、その欠如は...