光学自旋軌道耦合の広帯域色差空間微分イメージング 背景紹介 画像処理において、従来の空間微分は通常デジタル電子計算によって行われます。しかし、多くのビッグデータアプリケーションではリアルタイムかつ高スループットな画像処理が求められており、これはデジタル計算にとって大きな挑戦です。光学的なアナログ空間微分はこの挑戦を克服する可能性があります。なぜなら、低エネルギーで全ての画像を大規模に並行処理できるからです。さらに、光学的な空間微分は純粋な位相物体（例：透明な生物細胞）のイメージングも可能であり、これはデジタル電子計算では実現不可能です。このため、光学的な微分は最近広く注目されており、ラベルフリーセルイメージング、画像処理、コンピュータビジョンなどの分野で広範な応用があります。 論文出典 本論...

心機能および豚の梗塞瘢痕の精密画像: 超高磁場MRIを用いた急性および慢性豚心筋梗塞モデル研究 研究背景 心臓磁気共鳴画像法（MRI）は、心機能と容量の評価において正確かつ繰り返し可能な技術です。近年、超高磁場（ultrahigh-field、UHF）MRIにより信号対雑音比（SNR）と画像分解能の向上が目指されています。7T MRIは臨床指標の精度を高め、機能障害の早期検出や治療反応の評価が可能になると考えられます。しかし、大型動物モデル（例えば豚）における心機能と梗塞瘢痕の正確な測定に関する現行の研究は限られており、従来の心臓MRIシステムは画像品質と時間分解能に欠けています。 この研究の動機は、心臓病理変化が射出分画（ejection fraction、EF）や心筋質量などの重要な生理...

S6Kの抑制がエンドサイトーシス-リソソームシステムを介して加齢に関連する炎症を低減し寿命を延ばす 研究背景と問題の記述 生物が老化するにつれて、慢性の低度炎症（炎症老化、inflammaging）と免疫機能の低下（免疫老化、immunosenescence）が多くの高齢者疾患の重要な病理学的基盤となります。これには、がん、糖尿病、心血管疾患などが含まれます。研究によれば、ラパマイシン標的タンパク質複合体1（TORC1）を抑制することで、さまざまな生物の老化状態を改善し、寿命を顕著に延ばすことができるとされています。S6キナーゼ（S6K）はTORC1シグナル伝達経路の重要なエフェクター分子であり、その具体的なメカニズムは完全には理解されていません。この記事では、ショウジョウバエの実験を通じて...

群稀疏先验を基にしたフルオレセンス分子断層撮影によるグリオーマ形態再構築技術の研究報告 一、学術背景と研究動機 フルオレセンス分子断層撮影（Fluorescence Molecular Tomography, FMT）は、生命科学の重要なツールであり、この技術によりフルオレセンス源の位置を非侵襲的な実時間三次元（3D）可視化が可能になる。感度が高く、コストも低いという利点から、FMTは腫瘍研究に広く応用されている。しかし、FMTの再構築過程は複雑で困難である。近年、FMT再構築方法の発展が著しく進んでいるものの、形態再構築は依然として難題である。したがって、本研究の目的はグリオーマ研究におけるFMT形態再構築能力の実現である。 二、論文情報および著者情報 本論文は、IEEE Transact...

近赤外ウィンドウII蛍光イメージングによる手術ガイドが高グレードグリオーマ患者の無進行生存期間を延長 研究背景 高グレードグリオーマ（HGG）は中枢神経系において最も一般的な悪性原発性腫瘍で、その中でも膠芽腫（GBM）の予後が最も悪いです。GBM患者の治療効果を改善し、術中腫瘍切除率を向上させ、術後再発を減少させるために、研究者たちは近赤外ウィンドウII（NIR-II）蛍光イメージングを基軸とした手術ガイド戦略の研究を行っています。NIR-II蛍光イメージングは組織自発蛍光が低く、浸透深度が大の特性を持ち、腫瘍切除の精確性と安全性を向上させることが期待されています。 論文情報 この研究は夏晓静博士、张哲博士らによって共同で完成されました。彼らはそれぞれ中国科学院自動化研究所分子イメージング重...

双方向エピジェネティック編集が遺伝子制御の階層構造を明らかにする 背景と研究動機 ヒトゲノムにおいて、エンハンサーなどの非コード要素が遺伝子制御に果たす役割は広く認識されています。しかし、現在一般的に用いられているCRISPR干渉法は、非コード要素と遺伝的相互作用の研究においていくつかの限界があります。主に、従来のCRISPR手法、例えばCRISPR干渉（CRISPRi）やCRISPR活性化（CRISPRa）は、一度に単一の遺伝子座を編集することしかできないため、遺伝子制御ネットワークにおける相互作用の理解が制限されています。したがって、本研究はこれらの問題を解決するために、二方向のエピジェネティック特性を編集できるシステムを開発することを目指します。 出典と著者情報 この論文「Bidire...

全脳スケールでの機能的結合性は、時間強調された非神経源低周波振動（SLFO）血流信号に関連している：機能的磁気共鳴イメージング（fMRI）スキャンに基づく研究 神経科学の分野では、脳の結合が時間とともに再構成され、適応的な機能の変化を支える方法が重要な問題です。この時間とともに動的に変化する神経変化は、機能的磁気共鳴イメージング（fMRI）を通じて人間で測定でき、機能的結合性（FC）の推定によって測定されます。FCは、脳の異なる領域間での神経活動の調整度合いを定量化し、神経結合の強度を反映します。 FCの正確な測定およびその時間的変動の能力は、fMRIに基づく血中酸素レベル依存（BOLD）信号の信頼性、有効性、特異性に依存します。これは神経活動を定量化するための基本的な入力です。本研究は、f...

長期生体サブセルラーレベルのイメージングの突破：共焦スキャン光場顕微鏡技術研究 研究背景 生体の長期細胞動態観察は、免疫反応や脳機能などの生理病理過程の研究に不可欠であり、高い時空間分解能と低い光毒性が要求されます。既存の共焦顕微技術は、光学切片を通じて背景蛍光を排除し、信号対雑音比（SNR）を向上させるものの、並列処理、分解能、および光毒性のバランスを取るのは難しいです。光場顕微鏡は並列処理を向上させ、光毒性を低減する一方で、背景排除には不足があります。 「共焦スキャン光場顕微鏡（Confocal Scanning Light-Field Microscopy, CSLFM）」は、軸方向に延長された線状共焦照明とローリングシャッターを採用し、三次元（3D）イメージングの質、速度、および低光...

トランスクリプトーム技術によるシーケンス追跡（Tracking-Seq）によるCRISPR-Cas9媒介遺伝子編集のオフターゲット効果の多様性の解明 研究背景 遺伝子編集技術の急速な発展に伴い、CRISPR-Cas9システムはその高効率と操作の簡便さから生物医学研究分野で広く利用されています。しかし、CRISPR-Cas9システムがDNAを編集する際には、想定外の遺伝子座を切断するオフターゲット効果が発生する可能性があり、これを全面的に識別し評価することが重要な課題となっています。これまでの研究では、細胞遊離法などを用いてオフターゲット効果を検出してきましたが、これらの方法には特定の編集ツールや細胞タイプへの依存性、多量の細胞が必要、偽陽性率が高い、および体外での遺伝子編集に限られるなどの制...

過去の数十年にわたり、科学技術の急速な発展に伴い、人類の免疫系に対する理解はますます深まっています。すべての免疫細胞の中で、専門の食細胞（例えば、好中球やマクロファージなど）はアポトーシス細胞、細胞破片、侵入した病原体の除去において極めて重要な役割を果たしています。これらの細胞は、食作用を通じて異物を取り込み、エンドサイトーシスを行うことで、この進化上高度に保存された行動は多細胞生物の正常な生理機能にとって欠かせないものです。しかし、食作用の失調は、感染症に対する感受性の増加、自己免疫疾患、神経変性疾患、動脈硬化など、さまざまな疾患に関連しています。 食作用の生化学的調整メカニズムに関する多くの成果が得られているにもかかわらず、我々はこのプロセスの生物物理学的および生化学的モデルについての理...