マサチューセッツ工科大学(Mass General Brigham)の研究者らが行った最新の研究により、特定の腸内細菌が前癌性大腸ポリープの発生と関連していることが明らかになりました。この研究結果は、2023年4月30日にCell Host & Microbe誌に発表されました。この論文のタイトルは「Association of Distinct Microbial Signatures with Premalignant Colorectal Adenomas(前悪性度大腸腺腫と異なる微生物シグネチャーの関連性)」です。ダニエル・C・チャン医学博士は共著者として、「腸内マイクロバイオームと癌の関係を理解するために、私たちは多くの研究を行ってきました。しかしこの新しい研究は、前癌性ポリープに対するマイクロバイオームの影響を理解するためのものです。」と述べました。「マイクロバイオームを介して、大腸癌の形成に関与し、予防する機会を得ることができるのです。」

なぜアルツハイマー病の発症には個人差があるのでしょうか?また、アルツハイマー病の典型的な脳の病理学的特徴である有毒なアミロイド凝集体が脳に大量に存在するにも関わらず、なぜその一部の人々はアルツハイマー病に関連した認知症を発症しないのでしょうか?ピッツバーグ大学医学部の研究者たちは、この謎の解明に一歩近づいたようです。彼らは、アストロサイトと呼ばれる星型の脳細胞が、アルツハイマー病の進行において重要な役割を果たす可能性があることを、2023年5月29日付のNature Medicine誌で発表しました。この研究は、オープンアクセス論文 「Astrocyte Reactivity Influences Amyloid-Βeta Effects on Tau Pathology in Preclinical Alzheimer's Disease(前臨床アルツハイマー病におけるアミロイドβのタウ病態への影響はアストロサイトの反応性に影響する)」にまとめられています。

科学者たちは20年以上にわたり、ヒト・リファレンスゲノムとして知られるコンセンサス遺伝子配列を使用し、他の遺伝子データと比較してきました。このリファレンスゲノムは数え切れないほどの研究で利用され、特定の病気の遺伝子を特定したり、ヒトの形質の進化を追跡したりすることが可能になりました。しかしこのツールには常に問題がありました。最大の問題の一つは、データの約70パーセントが、ヒトゲノム計画でDNA配列が決定されたアフリカ系ヨーロッパ人の男性から得られたものであるということです。その結果、地球上の70億の人々の間でわずかながらでも違いを生み出す0.2〜1パーセントの遺伝子配列についてはほとんど知ることができず、生物医学データにはバイアスが生じていると考えられています。このバイアスは、現在の健康格差の一部の原因ともなっています。たとえば、リファレンスゲノムには含まれていないヨーロッパ人以外の集団に見られる多くの遺伝子変異が存在します。これまで、研究者たちはヒトの多様性をより包括的に捉えるためのリソースを求めてきました。そして、ヒト・パンゲノム・リファレンス・コンソーシアム(HPRC)の科学者たちは、この取り組みで画期的な進歩を遂げました。彼らは2023年5月10日付のネイチャー誌に発表し、世界中の47人のゲノム配列を「パンゲノム」と呼ばれる形で再構築したと述べています。このパンゲノムでは、各ゲノム配列の99%以上が高い精度で再現されています。

人間の腸は、細胞が3〜5日ごとに完全に入れ替わるという興味深い特性を持っています。この現象によって、腸の内壁は食物による消化管へのダメージに対して耐えることができます。腸内の他の種類の細胞を生み出す腸管幹細胞がこの迅速な入れ替わりを担当していることが、最近の研究で明らかになりました。最新の研究によれば、これらの腸管幹細胞は食事によって大きく影響を受け、健康な状態を維持するだけでなく、がん化を促進する可能性もあることがわかっています。MITのアイゼン・アンド・チャン・キャリア開発准教授であるオメル・イルマズ博士は、「断食やカロリー制限などの低カロリー食は、抗老化効果や抗腫瘍効果があります。一方、肥満を引き起こす食事は、がんやその他の老化関連疾患のリスクを高める可能性があります」と述べています。

「ナノ粒子への曝露に特異的な新たな反応メカニズム」、それが研究者たちによって明らかにされました。フィンランド・タンペレ大学のFHAIVE(統合的アプローチの開発と検証のためのフィンランド拠点)のジウシー・デル・ジュディチェ博士研究員とダリオ・グレコ教授を中心とする学際的なチームは、ヒトからより単純な生物まで、異なる生物種がこの種の曝露にどのように適応しているのかを説明するエピジェネティックな防御メカニズムを解明しました。この研究は、ナノ物質に対する分子応答に関する豊富なデータセットの分析に基づいています。このプロジェクトは、フィンランド、アイルランド、ポーランド、英国、キプロス、南アフリカ、ギリシャ、エストニアの学際的チームと、アイルランドのユニバーシティ・カレッジ・ダブリン(UCD)物理学部のウラジミール・ロバスキン准教授と共同で実施されました。彼らの共同研究論文「Ancestral Molecular Response to Nanomaterial Particulates(ナノ物質微粒子に対する祖先の分子反応)」は、2023年5月8日にネイチャー・ナノテクノロジー誌に掲載されました。

マサチューセッツ工科大学(MIT)とマクマスター大学(カナダ)の研究者は、最新のニュースによれば、人工知能のアルゴリズムを活用して、薬剤耐性感染症の主要な原因となる一種の細菌に対抗できる新たな抗生物質を発見しました。この発見により、肺炎や髄膜炎などの深刻な感染症を引き起こすアシネトバクター・バウマンニ(画像)という細菌に対して有効な治療薬が開発され、将来的に患者の治療に使用される可能性があります。アシネトバクター・バウマンニは、イラクやアフガニスタンの負傷兵の感染症の主な原因となっており、病院内でも長期間生存し、抗生物質耐性遺伝子を環境から取り込むことができる特性を持っています。この細菌について、マクマスター大学の生化学・医科学助教授であり、かつてMITのポスドクであったJonathan Stokes博士は次のように述べています。「アシネトバクターは、病院のドアノブや器具の表面などで長時間生存でき、環境から抗生物質耐性遺伝子を取り込む能力を持っています。」

Weill Cornell Medicineの研究者とその共同研究者による前臨床研究の成果が、ヒトの胃から採取した幹細胞を血糖値の上昇に反応してインスリンを分泌する細胞に変換することが可能であることを示し、この手法が糖尿病治療の有望なアプローチとなることが明らかになりました。この研究の結果は、2023年4月27日にNature Cell Biologyに掲載され、ヒトの胃組織から得た幹細胞が、インスリン分泌細胞であるβ細胞に驚くほど高い効率で再プログラムされることが報告されました。実験では、これらの細胞が糖尿病モデルマウスに移植され、病気の兆候が回復したことが確認されたとしています。「この研究は、1型糖尿病や重症の2型糖尿病に対して、患者自身の細胞を用いた治療法を開発するための確かな基礎となる概念実証試験です」と、Weill Cornell Medicineの再生医学教授であり、Hartman Institute for Therapeutic Organ RegenerationのメンバーでもあるJoe Zhou博士は述べました。このNature Cell Biologyの論文のタイトルは、「Stomach-Derived Human Insulin-Secreting Organoids Restore Glucose Homeostasis(胃由来のヒトインスリン分泌オルガノイドが血糖値の調節を回復させる)」です。

西アフリカでは毎年数十万人がラッサウイルスに感染し、その結果、ラッサ熱に罹患し、重篤な合併症や長期的な健康影響、さらには死亡する可能性があります。現時点では、この病気に対する確立された治療法やワクチンは存在しません。しかしながら、カリフォルニア州ラホヤに所在するスクリプス研究所の科学者たちが、重要なタンパク質複合体の構造解析に成功しました。このタンパク質複合体は、ラッサウイルスがヒト細胞に感染する際に重要な役割を果たしています。この研究成果は、2023年5月18日にオンライン版のCell Reportsに掲載されました。さらに、研究者たちは、このタンパク質複合体に結合することでウイルスを中和する新しい抗体も同定しました。これにより、ラッサウイルスに対する効果的なワクチンや治療法の開発への道が開かれることになります。スクリプス研究所の統合構造・計算生物学の教授であり、この研究の上級著者であるAndrew Ward博士は、「この研究は、ウイルスの脆弱性に関連する新たな抗体の単離能力において重要な進展です。これにより、多くのラッサウイルスの系統から人々を広範に保護するための合理的なワクチン設計の基礎が確立されます」と述べています。

センザンコウの特異性が科学界によってさらに解明されました。センザンコウは、ツチブタとアルマジロを組み合わせたような、奇妙なうろこ状の哺乳類であり、科学者たちにはまだ多くの謎が残されています。この驚くべき生物について、UCLAの研究者であるJen Tinsman博士が率いる研究チームが、学術誌Chromosome Researchに論文を発表しました。彼らの研究は、“科学的な驚き”と称されるセンザンコウの特異性を強調しています。センザンコウは、他の哺乳類よりも驚くべき染色体数を持っています。ボリビアタケネズミを除けば、センザンコウは118本の染色体を持ち、これはヒトの46本よりもはるかに多いです。一般的な染色体数は36本から42本ですが、センザンコウはその範疇を超えています。

発表された最新の研究によれば、がんは肝臓に影響を及ぼす分子を放出することで、肝臓を病的に変化させ、炎症を引き起こし、脂肪を蓄積させ、解毒機能を損なうことが明らかになりました。この研究は、Weill Cornell Medicineの研究者と他の研究機関との共同作業によって行われました。この発見は、がんの生存メカニズムの中でも非常に巧妙なものの一つであり、新たな検査や薬剤の開発に向けた可能性を示唆しています。これにより、肝臓の状態を改善し、逆転させる手段が見つかるかもしれません。この研究は、最新の論文として、2023年5月24日にNature誌に掲載されました。論文のタイトルは、「Tumour Extracellular Vesicles and Particles Induce Liver Metabolic Dysfunction(腫瘍由来の細胞外小胞および粒子が肝臓の代謝機能障害を誘発する)」です。

リーバー脳発達研究所の研究者が率いる新しい研究によると、統合失調症のリスクに関連する100以上の遺伝子は、発達中の脳ではなく胎盤によって病気が引き起こされる可能性があることが明らかになりました。科学者たちは、統合失調症のリスクに関与する遺伝子は、長い間脳に関連するものであると考えてきましたが、それが独占的なものではないという認識はありました。しかし、最新の研究が2023年5月15日にNature Communications誌に発表され、胎盤が病気の発症においてこれまで以上に重要な役割を果たすことがわかりました。このオープンアクセス論文のタイトルは、「プラセンタにおける統合失調症の潜在的な原因遺伝子の優先順位付け(Prioritization of Potential Causative Genes for Schizophrenia in Placenta)」です。この研究により、統合失調症の遺伝的な謎が、予想外の場所に隠されていることが明らかになりました。胎盤は胎児の成長に重要な役割を果たしており、リスクの発達において重要な役割を果たしているのです。リーバー脳発達研究所の所長兼CEOであり、論文のシニア著者であるDaniel Weinberger医学博士は、ボルチモアのジョンズ・ホプキンス医療キャンパスにおいて以下のように述べています。「統合失調症の原因について広く共有されている見解は、遺伝的および環境的な危険因子が直接的に脳に影響を及ぼすというものですが、この最新の研究結果は、胎盤の健康も重要であることを示しています。」

ブラジルのサンパウロ連邦大学(UNIFESP)の研究者たちは、精神医学遺伝学における重要な課題である精神疾患のマーカーの探索に、血液サンプルの利用が有効であることを示しました。彼らは、神経系細胞を含む体内のほとんどの細胞で作られる細胞外小胞(EV)中のマイクロRNAの分析によって、この問題を解決する可能性を明らかにしました。この研究は、FAPESPの支援を受けて実施され、2023年2月6日にTranslational Psychiatry誌に掲載されました。論文のタイトルは、「青年期の大うつ病、注意欠陥・多動性障害、不安障害に関連する細胞外小胞のマイクロRNAの変化(Alterations in MicroRNA of Extracellular Vesicles Associated with Major Depression, Attention-Deficit/Hyperactivity and Anxiety Disorders in Adolescents)」です。

イボガインの治療効果を持ちながら毒性を持たない化合物を探していた研究者が、マウスのうつ病とオピオイドの離脱を緩和する2つの化合物を発見しました。イボガインは1960年代からオピオイド中毒の治療薬として注目されてきましたが、幻覚剤としての性質も持っています。イボガインの服用後、オピオイドを使用する意欲が低下するという報告もあり、限られた実験的な証拠が存在し、この関心が高まってきました。ただし、この薬には心臓疾患や死亡のリスクが伴います。そこで、イェール大学の研究者と共同研究者はマウスを用いた実験で、イボガインよりも生物学的標的性が高く、幻覚剤と同様にうつ病、不安、オピオイドの離脱症状を改善する2つの化合物を特定しました。この研究成果は、今後の医薬品開発に役立ち、オピオイド中毒のより効果的な治療法につながる可能性があると、研究者は述べています。この研究は、2023年5月2日付の『Cell』誌に掲載されました。論文のタイトルは「セロトニントランスポーターの構造選択的阻害剤の構造に基づく発見(Structure-Based Discovery of Conformationally Selective Inhibitors of the Serotonin Transporter)」です。

デューク大学の研究者たちは、生物学的凝縮体と呼ばれる細胞構造の内部や周囲に、細胞膜と同じような不均衡な電荷が存在することを発見した。この構造は、水中に浮かぶ油滴のように、密度の違いによって存在しており、細胞膜という物理的な境界を必要とせず、細胞内にコンパートメントを形成している。これにより、生物化学に関する研究者の考え方が変わる可能性がある。また、地球上の最初の生命が、どのようにして誕生に必要なエネルギーを利用したのかを知る手がかりにもなりそうだ。研究チームは、小さな生体凝縮液にも、水滴が空気や固体の表面と相互作用すると、電気的な不均衡が生じることを示した過去の研究にヒントを得て、同様のことが言えるかどうかを調べた。さらに、この不均衡が、他のシステムのように活性酸素(レドックス)反応を引き起こすかどうかも確認した。論文のタイトルは、「生体分子凝縮体の界面が酸化還元反応を制御する(Interface of Biomolecular Condensates Modulates Redox Reactions)」である。

3年前、カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD)の研究者グループは、老化現象の背後にある重要なメカニズムを解明した。この研究チームは、細胞が老化する際にたどる2つの異なる方向を特定し、これらのプロセスを遺伝的に操作して、細胞の寿命を延ばすことに成功した。そして今回、UCサンディエゴの研究グループは、老化に伴う細胞の劣化が通常のレベルに達しないようにする解決策を考案した。この研究の上級著者でUCサンディエゴの合成生物学研究所の共同ディレクターである生物科学部分子生物学科のナン・ハオ教授は、2023年4月28日付『サイエンス』誌に掲載された「長寿工学-細胞の老化を遅らせる合成遺伝子オシレーターの設計(Engineering Longevity-Design of a Synthetic Gene Oscillator to Slow Cellular Aging)」と題された論文で、これらの遺伝子回路は、家電や自動車などの機器を制御する我々の家庭の電気回路のように動作させることができると述べている。

ハーバード大学医学部(HMS)の研究者が、150年以上前に初めて報告された細菌の胞子に関する謎を解き明かした。この胞子は、不活性で眠っている状態から栄養素の存在を感知すると素早く生き返るための新しい種類の細胞センサーを持っていることが分かった。このセンサーは、休眠中は閉じているが、栄養を感知すると急速に開くことが判明した。膜を貫通するチャネルとして機能するこのセンサーが開くと、胞子の保護膜が剥がれ、代謝プロセスのスイッチが入るのだ。この研究成果は、4月28日付の『Science』誌に掲載された。HMSのブラバトニック研究所の微生物学教授であるデビッド・ルドナー博士は、「この発見は、1世紀以上前のパズルを解決するものだ。バクテリアはどのようにして環境の変化を感じ取り、保護されたケースの中でシステムがほぼ完全に停止しているときに、休眠状態から抜け出すための行動を起こすのだろうか?」と述べている。

2023年4月27日、Capricor Therapeutics(NASDAQ:CAPR)は、4月24日に発表された前臨床研究に関する報告書を公表した。この報告書は、米国微生物学会の主要な査読付き科学雑誌であるMicrobiology Spectrumに掲載されたものであり、StealthX™エクソソームプラットフォーム技術を用いた多価ワクチンの開発における治療可能性を強調している。報告書によると、このエクソソームベースの多価ワクチンは、スパイクおよびヌクレオカプシドSARS-CoV-2タンパク質に対して強力な免疫反応を引き起こすことができるとされている。さらに、このワクチンは広範な反応性を示し、強力なT細胞反応をもたらすことが確認された。

カーネギーメロン大学のHCII(Human-Computer Interaction Institute)の研究者らは、集中治療室の臨床医が24時間監視しながら迅速かつ的確な判断を下す必要があることを指摘している。そこで、ピッツバーグ大学およびUPMCの医師および研究者と共同で、人工知能がこの意思決定プロセスに役立つのか、また臨床医がその支援を信頼するのかについて検討した。研究チームは、18,000人以上の患者のデータセットでトレーニングされたAI Clinicianモデルを使用して、敗血症の治療に関する推奨事項を提供する対話型臨床意思決定支援(CDS)インターフェースを設計した。このモデルを利用することで、臨床専門家はデータセット内の患者をフィルタリングして検索し、疾患の軌跡を可視化し、モデルの予測とベッドサイドで行われる実際の治療決定とを比較することができる。

タスマニアデビルは、30年もの間、伝染性の顔面がんと闘ってきた。このがんは、タスマニアデビルの個体群に大きな影響を与えており、その拡散に懸念が寄せられていた。しかし、このたび、がんの包括的な遺伝子解析により、がんの進化を追跡し、今後どのようにがんが広がっていくかを知る手がかりを得ることができた。本研究は、4月20日付の『Science』誌に掲載され、この病気がどのように発生し、進化し、広がっていったかについて、初めて詳細な知見を得ることができた。キャンベラ大学のゲノム学者であるジャニーン・ディーキン博士は、「ゲノム解析は、過去と未来に対する洞察を与えてくれる。この研究は、科学者が将来タスマニアデビルの個体群にどのような影響を与えるかをモデル化するための基礎となるものだ」と述べている。

2023年4月20日にDiabetologia(the European Association for the Study of Diabetes [EASD]の学術誌)に掲載された新しい研究では、小児期に逆境を経験した人は成人期早期に2型糖尿病になるリスクが高いことがわかったという。本研究は、デンマーク・コペンハーゲン大学公衆衛生学部疫学課のレオニー・K・エルセンブルグ助教(写真)らによって行われ、男女の成人期早期(16~38歳)における小児期の逆境と2型糖尿病発症の間に関連性があるかどうかを明らかにすることを目的としている。この論文は、「小児期の逆境と成人期早期の2型糖尿病リスク: 120万人を対象とした人口規模のコホート研究の結果。(Childhood Adversity and Risk of Type 2 Diabetes in Early Adulthood: Results from a Population-Wide Cohort Study of 1.2 Million Individuals.)」と題されている。青年期および若年成人の2型糖尿病の世界的な有病率は、主にライフスタイルの変化と肥満率によって、過去100年の間に大幅に増加している。特に、早期発症(40歳以前)の場合、病態がより侵襲的であると考えられ、罹患者は現役世代であり、生涯治療を必要とする可能性があり、合併症のリスクが高まるため懸念されている。これらの要因が相まって、成人期早期の2型糖尿病の危険因子を特定することは、公衆衛生上、極めて重要な問題である。

ある種の幹細胞は、毛包内の成長区画間を移動するユニークな能力を持っているが、加齢とともに動けなくなり、成熟して髪の色を維持する能力を失ってしまうことが、新しい研究で明らかになった。ニューヨーク大学グロスマン校医学部の研究者らは、マウスの皮膚にあるメラノサイト幹細胞と呼ばれる細胞に注目した。髪の色は、毛包内にある機能しないが増殖し続けるメラノサイト幹細胞が、色の元となるタンパク質色素を作る成熟細胞になるためのシグナルを受け取るかどうかでコントロールされていると言う。2023年4月19日付のNatureのオンライン版に掲載された今回の研究では、メラノサイト幹細胞は驚くほど可塑的であることが示された。つまり、毛髪の正常な成長過程において、この細胞は、発育中の毛包の区画間を通過する際に、成熟軸上を絶えず往復するのだ。このような区画の中で、メラノサイト幹細胞は成熟に影響を与えるさまざまなレベルのタンパク質シグナルにさらされる。この論文は「脱分化がメラノサイト幹細胞をダイナミックなニッチに維持する(Dedifferentiation Maintains Melanocyte Stem Cells in a Dynamic Niche)」と題されている。

ヒューストン・メソジスト研究所のナノメディシン研究者は、米粒よりも小さな装置で腫瘍に直接免疫療法を行うことにより、最も攻撃的で治療が困難ながんの一つである膵臓がんを克服する可能性を見いだした。ヒューストン・メソジスト・アカデミック・インスティテュートの研究者らは、2023年1月13日にAdvanced Scienceに掲載された論文の中で、彼らが発明した埋め込み型ナノ流体デバイスを使用して、有望な免疫治療薬であるCD40モノクローナル抗体(mAbs)をナノ流体薬剤溶出種子(NDES)を介して低用量で持続投与することについて述べている。その結果、マウスモデルにおいて、従来の全身免疫療法治療と比較して4倍の低用量で腫瘍を縮小させることが判明した。この論文は、「アゴニストCD40抗体の持続的な腫瘍内投与により、膵臓がんにおける免疫抑制的な腫瘍微小環境が克服される(Sustained Intratumoral Administration of Agonist CD40 Antibody Overcomes Immunosuppressive Tumor Microenvironment in Pancreatic Cancer)」と題されている。「最もエキサイティングな発見の1つは、NDESデバイスが同じ動物モデルの2つの腫瘍のうち1つにしか挿入されていないにも関わらず、デバイスのない腫瘍の縮小が認められたことだ。」と、共著者でヒューストン・メソジストのナノメディシン部門の助教であるコリーヌ・イン・スアン・チュア博士は述べている。「これは、免疫療法による局所治療が、他の腫瘍を標的とする免疫反応を活性化させることができたことを意味する。実際、ある動物モデルは、100日間の観察継続期間中、腫瘍がない状態を維持した。」

カリフォルニア大学アーバイン校(UCI)、ミシガン大学、テキサス大学MDアンダーソンがんセンターの科学者らは、膵臓がん研究の分野において大きな貢献をしたことを明らかにした。彼らの新しい研究は、膵臓がんの生物学において、膵臓がんの特徴となり得るいくつかの重要なテーマを提示している。これらのテーマには、ゲノム変化、代謝、腫瘍微小環境、免疫療法、革新的な臨床試験デザインなどが含まれる。この論文は、2023年4月13日付でCell誌に掲載され、「膵臓がん:進歩と挑戦(Pancreatic Cancer:Advances and Challenges)」と題されている。膵臓がんの大部分を占める膵管腺がんは、最も困難で致命的ながんの1つである。過去数十年にわたり、膵管腺がんの生物学的性質の解明が大幅に進んだにもかかわらず、ほとんどの患者に対する臨床治療には大きなブレークスルーが見られなかった。しかし、著者らは、膵臓がんの特徴として定義した領域での複合的な進歩が、この疾患の治療に変革をもたらすと信じている。

アルツハイマー病の早期診断と治療には、信頼性が高く、費用対効果の高いスクリーニング方法が必要だ。このたび、スウェーデンのカロリンスカ研究所の研究者らは、血中の糖分子の一種が、重度の認知症の発症に重要な役割を果たすタンパク質であるタウのレベルに関連することを発見した。この研究は、2023年4月12日にAlzheimer's & Dementia誌に掲載され、10年先の発症を予測できる簡単なスクリーニング方法への道を開くことができるという。このオープンアクセス論文は「糖鎖エピトープが血清中のタウと相関し、APOE4アレル状態との組み合わせでアルツハイマー病への進行を予測する(A Glycan Epitope Correlates with Tau in Serum and Predicts Progression to Alzheimer's Disease in Combination with APOE4 Allele Status)」と題されている。「糖分子で構成される構造体である糖鎖の役割は、認知症研究において比較的未開拓の分野だ。我々は今回の研究で、糖鎖の血中濃度が病気の発症の初期に変化することを実証した。これは、血液検査と記憶力テストだけでアルツハイマー病のリスクを予測できるようになることを意味している。」と、この研究の筆頭著者である、カロリンスカ研究所神経生物学・ケア科学・社会学科(NVS)の医学生で提携研究者のロビン・ズー氏は述べている。

ブロッコリーは、我々の健康に有益であることが知られている。例えば、アブラナ科の野菜を多く摂取すると、がんや2型糖尿病の発症率が低下することが研究で明らかになっている。最近の研究で、ペンシルベニア州立大学の研究者が、ブロッコリーにはマウスの受容体と結合して小腸の粘膜を保護し、病気の発生を抑制する特定の分子があることを発見した。この発見は、ブロッコリーがまさに "スーパーフード "であることを裏付けている。「ブロッコリーが体に良いということは知っているが、なぜだろう?」と、ペンシルベニア州立大学のH. トーマス&ドロシー・ウィリッツ・ハロウェル農学講座のゲイリー・ペルデュー博士は問いかける。「我々の研究は、ブロッコリーやその他の食品が、マウスやおそらくヒトの健康にどのように役立つかのメカニズムを明らかにするのに役立っている。ブロッコリー、キャベツ、芽キャベツなどのアブラナ科の野菜は、通常の健康的な食生活の一部であるべきだという強い証拠を提供している。」と述べている。

薬剤耐性菌や真菌は米国だけでも年間約300万人に感染し、約35,000人が死亡している。抗生物質は必要不可欠で有効なものだが、近年、使い過ぎにより一部の細菌が抗生物質に対する耐性を獲得している。このような感染症は治療が困難なため、世界保健機関は抗生物質耐性を世界の公衆衛生上の脅威のトップ10とみなしている。このたび、コールド・スプリング・ハーバー研究所(CSHL)のジョン・E・モーゼス教授(写真)が、こうした薬剤耐性スーパーバグに対する新たな武器として、原子の再配列によって形を変えることのできる抗生物質を開発した。モーゼス博士は、軍事訓練の戦車を観察しているうちに、変身する抗生物質を思いついた。戦車は回転する砲塔と軽快な動きで、起こりうる脅威に対して迅速に対応することができる。

スローン・ケタリング研究所の科学者チームは、STING細胞シグナル伝達経路が、休眠状態のがん細胞が原発巣から脱出した後、数ヶ月あるいは数年後に攻撃的な腫瘍に進展するのを防ぐ重要な役割を果たすことを明らかにした。この研究成果は、2023年3月29日付のNature誌に掲載され、STINGを活性化する薬剤が、体内の新しい部位へのがんの拡散(転移プロセス)を防ぐのに役立つ可能性を示唆している。この論文は「STINGは肺腺がんにおける休眠状態の転移の再活性化を抑制する(STING Inhibits the Reactivation of Dormant Metastasis in Lung Adenocarcinoma)」と題されている。肺がんのマウスモデルにおいて、STING経路を刺激する治療は、残存するがん細胞を排除し、攻撃的な転移への進行を防止するのに役立つ。微小転移として知られるこれらの細胞は、個々に、あるいは小さなクラスターで見つかるが、小さすぎて標準的な画像検査では検出できない。「がんによる死亡の大部分は転移によるものだ」と、本研究の上席著者であり、メモリアル・スローン・ケタリングがんセンター(MSK)内の基礎科学とトランスレーショナル研究の拠点であるスローン・ケタリング研究所長のジョーン・マサグエ博士(写真)は「このような細胞が再び出現しないようにしたり、免疫系が排除するのを助けるためにできることがあれば、多くの人に大きな利益をもたらすことができる。この研究により、STINGシグナルが攻撃的な転移の発生を抑制する上で、これまで知られていなかった役割が明らかになった。」と述べている。

がん遺伝子と呼ばれるがん関連遺伝子は、細胞の成長と分裂を刺激し、腫瘍を膨らませたり広げたりすることがよく知られている。しかし今回、スタンフォード大学医学部とSarafan ChEM-Hの研究者は、Mycと呼ばれる悪名高いがん遺伝子が、成長したがんを免疫システムから隠蔽する直接的な役割を持つことを発見した。Mycはヒトのがんの70%以上と関連しており、これらのがんの偽装を引き剥がすことで、新しいクラスのがん治療につながる可能性があると研究者は考えている。研究チームは、Mycによるカモフラージュの主要な構成要素が、がん細胞の表面にコーティングされた糖の分子であることを突き止めた。この糖は、通常ならがん細胞を取り込んで破壊するはずのマクロファージと呼ばれる免疫細胞に対して「立ち止まれ」という信号を送る。この発見は、一見無関係に見える2つの過去の観察結果(がん細胞は健康な細胞とは異なり細胞表面の糖のパターンが異なる・がん細胞内の特定のタンパク質の生産を増加させることにより、がん細胞を免疫システムから保護するMycがん遺伝子があること)を結びつけるものである。この関係を解明するためには、糖質化学者で最近ノーベル賞を受賞したキャロライン・ベルトッツィ博士が率いる研究所と、がんの専門家であるディーン・フェルシャー医学博士が率いるスタンフォード大学の2つの研究所が協力する必要があった。

MIT・ハーバード大学ブロード研究所とMITマクガバン脳研究所の研究者は、天然の細菌システムを利用して、ヒトや動物の細胞で機能する新しいタンパク質送達方法を開発した。このシステムは、遺伝子治療やがん治療を安全かつ効率的に行う方法になる可能性がある。この技術は、2023年3月29日付のNature誌に掲載され、遺伝子編集用のものを含む様々なタンパク質を異なる細胞タイプに送達するようにプログラムすることができる。このオープンアクセス論文は「細菌収縮注入システムによるプログラム可能なタンパク質送達(Programmable Protein Delivery with a Bacterial Contractile Injection System)」と題されている。ブロード研究所メンバーでマクガバン研究所研究員のフェン・チャン博士 (写真)率いる研究チームは、昆虫細胞に自然に結合してタンパク質ペイロードを注入する、細菌が作り出す小さなシリンジ状の注入構造を利用した。研究チームは、人工知能ツールAlphaFoldを使用して、この注射器構造を設計し、ヒト細胞およびマウス細胞の両方にさまざまな有用なタンパク質を送達した。

「老化に伴うエクソソームによるmiRNA誘導線維化の隣接細胞への移行について(Senescence-Associated Exosome Transfer miRNA-Induced Fibrosis to Neighboring Cells)」と題された新しい研究論文が2023年3月15日、Agingの15巻5号で発表された。「これは、老化関連エクソソームが、隣接する細胞の浸潤特性を活性化する強力な分泌表現型メディエーターとして機能することを示している。」と著者は述べている。放射線誘発性線維症は、がんの治療法として最も一般的な放射線治療の副作用である。しかし、放射線は、照射組織に存在する正常細胞においても、p53を介した細胞周期停止、p21の発現延長、老化の進展などを引き起こす。骨髄由来の間葉系幹細胞は、炎症組織や線維化組織への自然なトロピズム(向性)を持つため、原発腫瘍部位に蓄積される。

がん細胞を攻撃するようにカスタムメイドされたCAR-T細胞療法は、ヒトのがん、特に血液悪性腫瘍の治療に新しい時代を切り開いた。しかし、CAR-T細胞は、体内の免疫系細胞から受け継いだ、がんを退治する力が激減してしまう『疲弊』を示すことが多い。疲弊は、がん闘病中のT細胞だけでなく、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、B/C型肝炎ウイルス(HBV、HCV)、COVID-19(SARS-CoV-2)などのウイルス感染でも頻繁に見られる。この無気力状態は、一部の患者においてCAR-T細胞療法の効果を低下させ、科学者たちにその原因を探らせるきっかけとなった。ダナファーバーがん研究所とニューヨーク大学グロスマン校の科学者らは、新しい研究で、mSWI/SNF(またはBAF)複合体と呼ばれる細胞の核にある特殊なタンパク質群が、T細胞を活性化してがんを攻撃し、疲弊を引き起こす司令塔としての役割を果たしていることを示した。この発見は、2023年3月20日にMolecular Cell誌のオンライン版で報告され、CRISPRなどの遺伝子切断技術や標的薬によってこれらの複合体の一部を標的とすることで消耗を抑え、CAR-T細胞(一般的には、すべての腫瘍と戦うT細胞)に、がんに立ち向かう持続力を与えることができると示唆された。このオープンアクセス論文は「MSWI/SNFファミリーのクロマチンリモデリング複合体の段階的な活性化がT細胞の活性化と疲弊を誘導する(Stepwise Activities of mSWI/SNF Family Chromatin Remodeling Complexes Direct T Cell Activation and Exhaustion)」と題されている。

1802年、ルートヴィヒ・ヴァン・ベートーヴェンは、自分の死後、自分の病気である進行性の難聴について主治医のJ.A.シュミットから世間に説明するよう、兄弟に依頼した。それから2世紀以上が経ち、2023年3月22日付の学術誌Current Biologyに掲載された論文で研究チームは、彼の髪の毛から採取したDNAを分析することで、彼の願いを一部実現した。このオープンアクセス論文は「ルートヴィヒ・ヴァン・ベートーヴェンの毛髪のゲノム解析(Genomic Analyses of Hair from Ludwig van Beethoven)」と題されている。「この難聴は、1820年代半ばから後半に始まり、1818年には機能的に聞こえなくなったことで有名だ。」と、ドイツ・ライプチヒのマックスプランク進化人類学研究所のヨハネス・クラウス博士は述べている。

カリフォルニア大学サンフランシスコ校(UCSF)の科学者は、嗅覚の理解における長年の行き詰まりを打破するために、匂い分子がヒトの匂い受容体を活性化する様子を分子レベルの立体画像として初めて作成した。この研究成果は、2023年3月15日にNature のオンライン版に掲載された。香水や食品科学など、嗅覚の科学への関心が再び高まることが期待されている。嗅覚受容体(嗅覚細胞の表面で匂い分子と結合するタンパク質)は、我々の体内で最も大きく、最も多様な受容体ファミリーの半分を占めており、その深い理解は、さまざまな生物学的プロセスに関する新しい洞察への道を開くだろう。「化学者が分子を設計し、それがどのような香りを放つかを予測できるようにすることは、以前からこの分野の大きな目標だった。」と、この研究の筆頭著者である医薬化学准教授のアーシシュ・マングリク博士は語った。

2023年2月13日にJournal of Biological Chemistry誌に掲載された最新の研究により、進化の驚異である非常に長い尾を持つバクテリオファージの秘密が明らかになった。この驚異的な尾は、人間を寄せ付けない温泉地に生息し、地球上で最も手強い細菌を捕食するバクテリオファージの一種である。バクテリオファージは、細菌に感染して複製するウイルス群で、地球上で最も一般的で多様なものである。「バクテリオファージ、略してファージは、あなたの周りの土や水、そしてあなた自身の体の微生物生態系も含めて、バクテリアがいるあらゆる場所に存在している。」と、UMass Chan医科大学の大学院生で、この研究の主執筆者のエミリー・アグロ氏は言う。このJBCの論文は「コンフォメーションダイナミクス制御による超長尺バクテリオファージ尾部チューブの構築(Conformational Dynamics Control Assembly of an Extremely Long Bacteriophage Tail Tube)」と題されている。

毒グモとして知られているクロゴケグモは、その毒々しい咬みつきから恐ろしい存在として知られている。しかし、アメリカ南部では、このクモは仲間に嫌われることを恐れているという。過去数十年の間に、クロゴケグモが同じゴケグモ属の仲間であるハイイロゴケグモに駆逐されていることに研究者は気付いていたが、新しい研究によると、これは単に食物や生息地をめぐる競争に一方の種が勝利したという単純なケースではないことが示唆された。ある研究によると、ハイイロゴケグモは近くにいるクロゴケグモを探し出して殺すという顕著な性質があることがわかった。コンテナ生息のハイイロゴケグモと関連種のヒメグモ科を合わせた実験では、ハイイロゴケグモは他の関連種よりも6.6倍もクロゴケグモを殺す確率が高かった。南フロリダ大学(USF)の研究者が行ったこの研究結果は、2023年3月13日付けでAnnals of the Entomological Society of America に掲載された。このオープンアクセス論文は「導入されたハイイロゴケグモ (クモ目: ヒメグモ科) による捕食は、都市部の生息地における在来のクロゴケグモの局所的絶滅を説明できる可能性がある(Predation by the Introduced Brown Widow Spider (Araneae: Theridiidae) May Explain Local Extinctions of Native Black Widows in Urban Habitats)」と題されている。

2023年3月9日に発表された研究によると、PEPITEMと呼ばれるペプチドが、2型糖尿病や肝性脂肪症(脂肪肝)などの肥満に関連する疾患のリスクを低減する画期的なアプローチとなる可能性が示された。研究チームは、肥満の動物モデルを用いて、徐放性ポンプによって投与されるPEPITEMが、高脂肪食が膵臓に及ぼす影響を予防または逆転させることができるかどうかを調べた。その結果、PEPITEMの投与により、膵臓のインスリン産生細胞の肥大が有意に抑制され、また、様々な組織への免疫細胞の移動が有意に抑制されることが確認された。この研究は、バーミンガム大学 炎症・老化研究所および心臓血管科学研究所のヘレン・マクゲトリック博士とアシフ・イクバル博士が率いたものだ。 マクゲトリック博士は次のように述べている:「我々は、全身性の炎症によるダメージを防ぐことで、肥満に関連する症状の根本原因に取り組む新薬を提供できる、新しい治療法を発見した。」

重要なメッセンジャーRNAのメチル化を減らすと、マクロファージの脳への移動が促進され、マウスモデルでアルツハイマー病の症状が改善することが、中国陝西省西安市の空軍医科大学のRui Zhang氏らによるオープンアクセス誌PLOS Biologyで2023年3月7日に発表された。この結果は、末梢性免疫細胞の脳への侵入経路の一つを明らかにしたもので、アルツハイマー病治療の新たなターゲットとなる可能性がある。この論文は「単球由来マクロファージにおけるm6Aメチル基転移酵素METTL3の欠損は、マウスのアルツハイマー病病態を改善させる(Loss of the m6A Methyltransferase METTL3 in Monocyte-Derived Macrophages Ameliorates Alzheimer's Disease Pathology in Mice)」と題されている。アルツハイマー病の発症の引き金となるのは、脳内に蓄積されたタンパク質性の細胞外アミロイドベータ斑と推定されている。アミロイドベータが高濃度に蓄積されたマウスでは、ヒトのアルツハイマー病を彷彿とさせる神経変性や認知症状が見られることから、アミロイドベータの減少が新たな治療法開発の大きな目標となっている。

ノースカロライナ州立大学、コロンビア大学メールマン公衆衛生大学院、サウスカロライナ大学、米国国立衛生研究所の研究者は、放射線、重金属、有毒化学物質への曝露など激しい環境圧力に犬や人間がどのように適応するかを解明する第一歩として、チェルノブイリ原子炉跡地と16.5km離れたチェルノブイリ市内の2つの隔離区域内に住む犬のグループ間で遺伝的に大きな違いがあることを明らかにした。この結果は、これらがほとんど交雑しない2つの異なる集団であることを示している。先行研究では、チェルノブイリ原子力発電所事故が様々な種類の野生生物に与えた影響に焦点が当てられていたが、チェルノブイリ原子力発電所周辺に住む野良犬の遺伝子構造を調査したのは今回が初めてである。1986年のチェルノブイリ原子力発電所事故は、30万人以上の周辺住民を避難させ、被害を受けた原子炉施設を囲む半径約30kmの「立ち入り禁止区域」を設定するに至った。大惨事の直接的原因は、大気、水、土壌に大量の電離放射線を放出する水蒸気爆発だったが、事故による環境被害は放射線被ばくだけではない。化学物質、有害金属、農薬、有機化合物は、長年にわたる清掃作業や、近くの廃墟となったプリピャチ市やドゥガ1軍事基地など、放置され朽ちた構造物から残され、生態系と環境災害の原因となっている。

ネズミがSARS-CoV-2のアルファ、デルタ、オミクロン変種に感染しやすく、ニューヨーク市の市営下水道などにいる野生のネズミがSARS-CoV-2に曝露していることが、新たな研究で明らかになった。本研究は、2023年3月9日、米国微生物学会のオープンアクセスジャーナルであるmBio誌に掲載された。この論文は「ニューヨーク市産ドブネズミ(Rattus norvegicus)におけるSARS-CoV-2曝露について/SARS-CoV-2 Exposure in Norway Rats (Rattus norvegicus) from New York City」と題されている。ミズーリ大学のインフルエンザ・新興感染症センター教授兼センター長である研究代表者のヘンリー・ワン博士は、「今回の発見は、ヒトへの二次的な人獣共通感染症の可能性について、ネズミ集団におけるSARS-CoV-2をさらに監視する必要性を強調している」と語っている。「この分野での我々の研究は、動物がパンデミックに影響を与える可能性があることを示している。我々は、人と動物の両方の健康を守るために、さらなる理解が必要だと考えている。」

健康な細胞では通常、寿命の終わりを意味する「ブレブ」と呼ばれる細胞膜の突出が、メラノーマ細胞では逆に、生存と拡散を助ける細胞内のプロセスを活性化することが、テキサス大学サウスウェスタン校(UTSW)の研究により示唆された。この研究結果は、2023年3月1日にNature誌に掲載され、メラノーマや潜在的に他の広範ながんと戦うための新しい方法につながる可能性がある。このNature誌の論文は「ブレブはがん化シグナルハブを形成し、細胞の生存を促進する(Blebs Promote Cell Survival by Assembling Oncogenic Signalling Hubs)」と題されており、「がん細胞が死を免れるために必要な突起"ブレブ"(Bleb Protrusions Help Cancer Cells to Cheat Death)」 と題するNature News and Viewsの論文も添えられている。生物学で昔から言われているのは、「形は機能に従う」ということだ。しかし、ここでは、その概念を覆すことに成功した。と、UTSWのLyda Hillバイオインフォマティクス学科長で細胞生物学の教授であるガウデンツ・ダヌーザー博士は語っている。ダヌーザー博士は、ダヌーザー研究室のバイオインフォマティクス講師であるアンドリュー・D・ウィームス博士と共同でこの研究を行った。

米国がん研究協会(AACR)は、4月14日から19日までフロリダ州オーランドで開催される2023年AACR年次総会において、ノーベル賞受賞者のキャロライン・R・ベルトッツィ博士に「2023 AACR Award for Outstanding Achievement in Chemistry in Cancer Research」を授与すると発表された。ベルトッツィ博士は、スタンフォード大学人文科学部のAnne T. and Robert M. Bass化学教授、化学・システム生物学および放射線学の教授、ハワードヒューズ医学研究所の研究員、サラファンChEM-HのBakerファミリーディレクターである。ベルトッツィ博士は、バイオ直交化学と化学的糖鎖生物学を通じて、基礎的およびトランスレーショナルながん研究を推進したことが評価されている。AACR Award for Outstanding Achievement in Chemistry in Cancer Researchは、2007年にAACRとそのChemistry in Cancer Research Working Groupがグラクソ・スミスクライン社の支援により、がん研究の進歩における化学の重要性を認識するために設立された。この賞は、がんの基礎研究、がんのトランスレーショナル・リサーチ、がんの診断、がんの予防、がん患者の治療において重要な貢献をもたらした、卓越した、新規性のある、重要な化学研究を表彰するものだ。このような研究には、発がんの化学的側面、化学生物学、創薬と設計、イメージング剤と放射線治療、メタボロミクスと質量分析、プロテオミクス、および構造生物学が含まれるが、これらに限定されない。

相貌失認(失顔症)は、初対面の人を見分けられると錯覚したり、見分けがつかなくなったりする不思議な症状で、これまで世界の2~2.5%の人が発症すると推定されてきた。このたび、ハーバード大学医学部と米軍ボストン病院(VA Boston Healthcare System)の研究者らによる新たな研究により、この疾患について新たな知見が得られ、現在考えられているよりも一般的である可能性が示唆された。2023年2月にCortex誌に掲載されたこの研究結果は、33人に1人(3.08%)もの人が相貌失認(prosopagnosia)の基準を満たしている可能性があることを示している。これは、1000万人以上のアメリカ人に相当すると研究チームは述べている。この論文は 「発達性相貌失認の有病率はどの程度か?診断基準値の違いによる経験的評価(What Is the Prevalence of Developmental Prosopagnosia? An Empirical Assessment of Different Diagnostic Cutoffs)」と題されている。この研究では、より厳格な基準で相貌失認と診断された人と、より緩やかな基準で相貌失認と診断された人の間で、顔照合の成績がほぼ同じであることがわかった。その結果、この病気を持っているにもかかわらず、気づいていない何百万人もの人々が新たに診断されることになるかもしれない。

ラボで初期の地球環境をシミュレートした結果、特定のアミノ酸がなければ、古代のタンパク質は植物、動物、ヒトなど、現在地球上で生きているすべてのものに進化する方法を持たなかったことを発見した。この発見は、アミノ酸が古代の微生物の遺伝暗号をどのように形成したかを詳細に示すもので、地球上で生命がどのように誕生したかという謎に光を当てるものだ。「ヒトからバクテリア、古細菌まで、全ての生物に同じアミノ酸が見られる。我々は、その祖先がなぜアミノ酸を獲得したのか形成のイベントを描いているのだ。」とジョンズ・ホプキンス大学の化学者で、チェコのカレル大学の科学者と共同研究を行ったスティーブン・フリード博士は語っている。この研究成果は、2023年2月24日、Journal of the American Chemical Societyに掲載され、「アミノ酸アルファベットの初期選択は、折りたたみ性の生物物理学的制約によって適応的に形作られた(Early Selection of the Amino Acid Alphabet Was Adaptively Shaped by Biophysical Constraints of Foldability)」と題されている。研究者らは地球上に生命が誕生する前に大量に存在していたアミノ酸の代替品を用いて、40億年前の原始的なタンパク質合成を模倣した。その結果、古代の有機化合物が、タンパク質の折り畳みに最適なアミノ酸を生化学に組み込んでいることがわかった。つまり、生命が地球上で繁栄したのは、古代の生息地で一部のアミノ酸が入手可能で簡単に作れたからではなく、一部のアミノ酸が、タンパク質が特定の形をとって重要な機能を果たすのを助けるのに特に優れていたからだと考えられる。

絶滅危惧種である類人猿は、ヒトと同様にマラリアに感染する。野生のボノボから得られた新たな証拠は、マラリアが彼らにとっても有害であることを示している。マラリアは、感染した蚊に刺されることで感染する寄生虫によって引き起こされる壊滅的な病気だ。ヒトの場合、最初は発熱、頭痛、悪寒などの軽い症状から始まがるが、マラリア感染すると24時間以内に命に関わる。猿の場合、マラリアの病気がどのようなものか、またどの程度致命的なものなのか殆どわかっていない。「症状や死亡リスクについては、まだよく分かっていない。」と、ワシントン大学セントルイス校のアート&サイエンスの生物人類学助教授であるエミリー・ウロブルフスキー博士は述べている。「飼育下において、病気の症状を示した感染動物の数は限られている。発熱など、感染に関連しそうな症状を示すこともあれば、そうでないこともある。そして、野生では、これらのことを追跡するのは非常に困難だ。」

科学者らは、電極とデータロガーを生物に直接埋め込むことによって実現した、自由に動くタコの脳活動の記録に成功した。この研究は、2022年12月23日にCurrent Biology誌のオンライン版に掲載され、タコの脳がどのように行動を制御しているかを解明する上で重要な前進であり、知能や認知が起こるために必要な共通原理を知る手がかりになると考えられる。このオープンアクセス論文は「行動するタコの脳から電気活動を記録する(Recording Electrical Activity from the Brain of Behaving Octopus)」と題されている。「脳の働きを理解したいのであれば、タコは哺乳類との比較対象として研究するのに最適な動物だ。大きな脳、驚くほどユニークな体、そして脊椎動物とはまったく異なる発達を遂げた高度な認知能力を備えている」と、筆頭著者で沖縄科学技術大学院大学(OIST)の物理・生物学ユニットの元ポスドク研究員であるタマル・グトニック博士は述べている。 しかし、タコの脳波を測定することは、技術的に本当に難しいことが判明した。タコは脊椎動物とは異なり、体が柔らかいため、記録装置が外れないように固定する頭蓋骨がないのだ。

アッシャー症候群は、聴覚障害と失明を同時に引き起こす代表的な遺伝性疾患で、まだ治療法が確立されていない病気だ。アッシャー症候群は、遺伝子の変異により、生まれつき耳が聞こえず、平衡感覚に問題があり、徐々に視力を失っていく。10万人のうち4~17人がかかると言われているアッシャー症候群の治療法は、この病気が人に及ぼす影響を忠実に再現する動物モデルがないため、治療が進まないでいた。オレゴン健康科学大学(OHSU)の研究チームは、そのギャップを埋めるべく取り組んできた。研究チームは、1年前に誕生したアカゲザルのモデルに、アッシャー症候群の最重症型である1B型の症状があることを確認し、2023年2月11日にフロリダ州オーランドで開催された耳鼻咽喉科学会第46回年次中間学術集会で発表した。研究グループは、遺伝子編集技術であるCRISPR/Cas9を用いてそのモデルを作成し、アッシャー症候群の実験的な遺伝子治療法の検証を可能にした。この発表タイトルは、「アッシャー症候群1B型アカゲザルモデルにおける先天性難聴、前庭機能障害、進行性視覚障害について(Congenital Deafness, Vestibular Dysfunction, and Progressive Visual Impairment in a Rhesus Macaque Model of Usher Syndrome Type 1B)」と題されている。 研究チームのリーダーであるOHSUのオレゴン国立霊長類研究センターの神経科学教授でOHSU医学部の眼科学研究准教授のマーサ・ノイリンガー博士は、「アッシャー1Bの子どもらは生まれつき耳が聞こえないが、人工内耳は、特に早期に埋め込むことができれば、良好な聴力を得ることができる。しかし、アッシャー1Bの子供に起こる着実に増加する視力低下を止める治療法は、今のところない 」「だからこそ、正確なアッシャー・モデルを持つことはとても重要なのだ。このモデルによって、いつの日かアッシャー症候群の子どもたちの視力を維持できるようになることが、我々の希望であり目標だ。」と述べている。

多くの場合、がんの物理的な症状やその後の診断方法は、変異した細胞や構造物が過剰に増殖した組織の塊である「腫瘍」を介して行われる。がんにおける異常事態を理解する上で大きな謎のひとつは、これらの構造物が成長する環境(一般に腫瘍微小環境と呼ばれる)に関連していることだ。これらの微小環境は、腫瘍の生存、成長、拡散を促進する役割を担っている。腫瘍は、血管系、免疫細胞、シグナル伝達分子、細胞外マトリックス(ECM:コラーゲンに富む細胞の足場となる3次元ネットワーク)の形で、自らのインフラを生成するのに役立つ。ECMはまた、細胞間のコミュニケーションを制御するのに役立つ。腫瘍微小環境では、ECMはがん細胞に構造的なサポートを提供し、成長を促進するシグナル伝達経路を調節することで、腫瘍成長の重要な促進因子となる可能性がある。このたび、ペンシルベニア大学芸術科学部のウェイ・ガオ博士が主導し、2023年2月16日にNature Cell Biology誌に発表した新しい研究で、腫瘍微小環境内の複雑な構造の相互作用と腫瘍成長のきっかけとなるシグナルの橋渡しがなされた。研究者らは、硬さの異なるECM上で増殖したがん性肝細胞を研究し、腫瘍の成長に伴う硬直が、エクソソームとして知られる脂質封入小胞の生成を増加させるカスケードを開始させることを発見した。この論文は、「硬いマトリックスがエクソソーム分泌を誘導し、腫瘍の成長を促進する(Stiff Matrix Induces Exosome Secretion to Promote Tumour Growth)」と題されている。

C2i Genomics社のCEO兼CSOのアサフ・ズビラン博士は、2023年1月25日、Precision Medicine World Conference (PMWC 2023)で、自身の会社の発表を行った。ズビラン博士は、イスラエル軍の退役軍人で、専門はレーダーだった。しかし、胸腺がんを発症し、その後、さまざまな家族ががんを患うのを見て、彼はがんに焦点を当て、高度な工学的知識と新しく学んだバイオテクノロジーを組み合わせて、このしばしば致命的な惨劇と戦うことを試みることにした。C2i Genomics社で使用されている技術の共同発明者として、ズビラン博士は、学術研究のコンセプトからVCの支援を受けた成長段階の企業へと会社の発展を導いた。ズビラン博士は、ライフサイエンスおよび防衛分野における15年以上の研究開発のマネージメント経験があり、インパクトのある科学論文や特許を多数発表している。がんサバイバーであるズビラン博士は、がん患者のQOLと転帰の改善に尽力している。

オーストラリアのクイーンズランド大学の研究者らは、神経の成長を促進し、記憶力を高める活性化合物を食用キノコから発見した。クイーンズランド州脳研究所のフレデリック・ムニエ教授は、研究チームがヤマブシタケ(Hericium erinaceus)から新しい活性化合物を同定したと述べた。この活性化合物は前臨床試験において、脳細胞の成長と記憶を改善することが確認された。「ヤマブシタケの抽出物は、何世紀にもわたってアジア諸国の伝統医学で使用されてきたが、我々は、脳細胞に対する潜在的効果を科学的に明らかにしたいと考えた。前臨床試験で、ヤマブシタケが脳細胞の成長と記憶力の向上に大きな影響を与えることがわかった。」

モンキーフラワーは、黄色、ピンク、濃い赤橙色など、さまざまな色に輝いている。しかし、約500万年前に、その一部は黄色を失ってしまった。コネチカット大学の植物学者が、遺伝学的に何が起きて黄色の色素が失われたのか、そして種の進化にどのような影響があったのかを解明した。このScience誌に掲載された論文は、「モンキーフラワーの種分化に関与する分類群特異的な段階的siRNAの発見(Taxon-Specific, Phased siRNAs Underlie a Speciation Locus in Monkeyflowers)」と題されている。モンキーフラワーは、他の植物が育たないようなミネラル豊富な厳しい土壌で育つことで有名だ。また、形や色が多様であることでも知られている。そして、モンキーフラワーは、たった1つの遺伝子の変化で新種が誕生することを示す典型的な例である。この例では、約500万年前にモンキーフラワーの一種が花びらの黄色い色素を失い、ピンク色を獲得し、受粉のためにハチを引き寄せた。その後、子孫の種がYUPと呼ばれる遺伝子の変異を蓄積し、黄色の色素を回復して赤い花を咲かせるようになった。その結果、ハチが寄りつかなくなった代わりにハチドリが受粉し、赤い花は遺伝的に隔離され、新しい種が誕生したという。

毎日、何十億という赤血球が脾臓を通過する。脾臓は、古くなったり傷ついたりした血球をろ過する役割を担っている臓器だ。しかし、鎌状赤血球症の患者のように血球の形が悪いと、この作業はより困難になる。鎌状赤血球は脾臓のフィルターを詰まらせ、生命を脅かす事態を引き起こす可能性があるのだ。MIT、シンガポールの南洋理工大学、パリのパスツール研究所などの研究者らは、このたび、急性脾臓閉塞と呼ばれる現象の発生をモデル化できるマイクロ流体デバイス、すなわち「脾臓・オン・ア・チップ」を設計した。研究チームは、この生体機能チップを用いて酸素濃度が低いと脾臓のフィルターが詰まりやすくなることを発見した。また、酸素濃度を上げるとフィルターの詰まりが解消されることも明らかにした。このことは、この症状に苦しむ患者に輸血が有効であることの説明につながるかもしれない。

膵臓がんは、肺がん、大腸がんに次いで米国で3番目に死亡率の高いがんだが、その発生頻度ははるかに低くなっている。また、膵臓がんの幹細胞は、化学療法や新しい免疫療法などの従来の治療や標的治療に対して急速に耐性を獲得するため、効果的な治療が最も困難ながんの一つでもある。その結果、膵臓がんと診断された人の5年生存率はわずか10%だ。カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD)医学部とサンフォード再生医療コンソーシアムの研究者が率いる国際研究チームは、最も耐性の高い膵臓がん細胞が、通常は腫瘍を抑制するタンパク質群の1つを利用して、がん細胞が治療を回避してより速く成長するのを助けることにより、治療に抗する別の方法を明らかにした。この論文は「Smarcd3は膵臓管状腺癌における代謝ランドスケープのエピジェネティックな調節因子である(Smarcd3 Is an Epigenetic Modulator of the Metabolic Landscape in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma)」と題されている。

抗生物質の代わりにプロバイオティクスを使用することで、黄色ブドウ球菌の定着を抑制する有望な方法が、第2相臨床試験で安全かつ高い有効性を示した。Lancet Microbe誌に報告されたこの新しい研究では、プロバイオティクスとして枯草菌(Bacillus subtilis)が、人間に有益な細菌を含む腸内細菌叢を傷つけずに、試験参加者の黄色ブドウ球菌の定着を顕著に減少させることが明らかにされた。この研究は、国立アレルギー・感染症研究所(NIAID)の上級研究員であるマイケル・オットー博士率いるNIHの研究者によって行われた。このLancet誌の論文は「タイにおけるプロバイオティクスによる病原性黄色ブドウ球菌の除菌: 第2相二重盲検プラセボ対照試験 (Probiotic for Pathogen-Specific Staphylococcus aureus Decolonisation in Thailand: A Phase 2, Double-Blind, Randomised, Placebo-Controlled Trial)」と題されている。

持続可能なバイオエネルギー生産に有望な多年生作物であるススキの精密遺伝子編集が初成功した。米国エネルギー省が資金援助しているバイオエネルギー研究センター(BRC)の先進バイオエネルギー・バイオ製品イノベーションセンター(CABBI)のチームは、CRISPR/Cas9を用いて3種のススキのゲノムを編集し、従来の方法よりもはるかに対象を絞り込み、効率的に新しい品種を開発することに成功した。この成果は、バイオ燃料、再生可能なバイオ製品、炭素隔離の原料として、生産性は高いが遺伝的に複雑なこの草の大きな可能性を加速させるものだ。2022年12月28日にBiotechnology for Biofuels and Bioproducts誌に掲載されたこの研究は、アラバマ州のハドソンアルファ生物工学研究所のCABBIススキ研究者の3名(教員研究員のカンクシータ・スワミナサン博士、研究員のアンソニー・チュウ博士、元ポスドクのモハマド・ベラフィフ博士)とミシシッピー州立大学生物科学部教授のナンシー・ライヒェルト博士によって主導されたものである。このオープンアクセス版の論文は「バイオエネルギーイネ科ススキの形質転換と遺伝子編集(Transformation and Gene Editing in the Bioenergy Grass Miscanthus)」と題されている。

UCLAの有機化学者は、最近海綿から発見されたパーキンソン病や同様の疾患の治療に役立つと考えられる分子の合成に成功した。この分子はリソデンドリン酸Aとして知られ、DNA、RNA、タンパク質を損傷し、さらには細胞全体を破壊する他の分子に対抗すると考えられている。さらに、研究チームは、環状アレンと呼ばれる長い間無視されてきた珍しい化合物を用いて、この分子の有用なバージョンを研究室で生産するために、必要な化学反応連鎖の重要なステップを制御するという興味深い試みも行っている。この研究成果は、2023年 1月19日付のScience誌に掲載された。この論文は「歪んだ環状アレンの立体特異的トラッピングによるリソデンドリン酸Aの全合成(Total Synthesis of Lissodendoric Acid A Via Stereospecific Trapping of a Strained Cyclic Allene)」と題されている。

2023年1月25日、カリフォルニア州サンタクララで開催された精密医療世界会議(PMWC 2023)の1日目、トラック1「遺伝子・細胞治療」の閉会式で、「ジストロフィー性表皮水疱症」として知られる遺伝性水疱性皮膚疾患に対する遺伝子治療で大きな進展が見られるとの発表があった。発表したのは、スタンフォード大学皮膚科准教授で、スタンフォード水疱症クリニックを率いるM.ピーター マリンコビッチ医学博士だ。マリンコビッチ博士の研究室では、表皮水疱症の様々なサブタイプに対する分子療法の開発に長年にわたり注力してきた。大きな前進として、マリンコビッチ博士らは、2022年12月15日発行のNew England Journal of Medicineに「ジストロフィー型表皮水疱症に対するベレマゲン・ゲペルパベック(B-VEC)の試験 〈Trial of Beremagene Geperpavec (B-VEC) for Dystrophic Epidermolysis Bullosa.〉」と題された論文を発表した。この研究の結論は、ジストロフィー性表皮水疱症患者の3ヶ月と6ヶ月の創傷の完全治癒は、プラセボよりもB-VECの局所投与でより可能性が高いというものだ。B-VECを投与された患者では、掻痒感と軽度の全身性副作用が観察された。ジストロフィー型表皮水疱症は、VII型コラーゲン(C7)の組み立てに関与するタンパク質をコードするCOL7A1の変異によって起こるまれな遺伝性水疱性皮膚疾患である。

FinnGen研究コンソーシアムによる新しい成果は、フィンランドの健康研究環境がゲノム研究にとって紛れもない利点であることを示している。豊富な新規遺伝子の発見の中には、多くの衰弱性疾患に対するこれまで知られていなかった遺伝的危険因子が含まれている。これらの発見は、新しい治療法の開発を促進する可能性を秘めている。2017年の開始以来、FinnGen研究は、世界有数のバイオバンクに基づくゲノム研究プロジェクトに発展してきた。現在、FinnGenは、50万人のフィンランド人のゲノム情報と半世紀以上にわたる国民健康登録データを統合したリソースの構築を完了している。2023 年 1 月 18 日に Nature に掲載されたFinnGen の主力研究は、フィンランドの健康データ、人口構造、法的枠組み、バイオバンキング組織など、フィンランドならではのビジネスチャンスを証明するもので、他では見ることができないものだ。このオープンアクセス論文は、「FinnGen は、十分に表現型が特定された孤立集団からの遺伝的洞察を提供する(FinnGen Provides Genetic Insights from a Well-Phenotyped Isolated Population)」と題されている。

2023年1月27日、シリコンバレーの中心地であるカリフォルニア州サンタクララにて、3日間にわたるPrecision Medicine World Conference 2023 (PMWC 2023) (Jan 25-27) "Celebrating 14 Years of Precision Medicine Innovation" が終了し、6つのトピックトラック(ファーマコゲノミクス、創薬・臨床研究におけるAI・データサイエンス、ポピュレーションスケールオミックス、イメージングアプリケーション、そして2つのショーケースセッション〈AI・データサイエンス、新興治療薬、ゲノム・微生物プロファイリング、臨床診断、臨床・研究ツール〉)が開催された。また、PMWCパイオニア賞4件、PMWCルミナリー賞2件が授与された。パイオニア賞は、デビッド・ベントリー博士, ダン・M・ローデン博士, リー・T・グリンバーグ博士, ダニエラ・ウシジマ博士に授与された。ルミナリー賞は、ガッド・ゲッツ博士とケリー・コードル博士に贈られた。最後に、バイオテクノロジーの伝説的人物で先駆者であるリロイ・フッド医学博士が、力強い未来志向のプレゼンテーションを行い、会議は閉幕した。PMWCパイオニア賞は、精密医療に対する先見性と画期的な貢献により、初期の精密医療を推進し、今日の標準治療へと発展させる勢いをつけた由緒ある人物に贈られる賞だ。PMWCルミナリーアワードは、精密医療の臨床応用を加速させた著名人の最近の貢献を称えるものだ。

発展途上国では、抗生物質の処方のほとんどは無意味であるばかりでなく、その70〜80%は薬で治らないウイルス感染症に投与されていると推定されている。米国でも同様の問題があり、抗生物質の処方箋の30〜50%がウイルス感染症に投与されていると推定されている。このたび、スタンフォード大学医学部の研究者らが開発した遺伝子発現に基づく新しい検査法により、世界中の医師が細菌感染とウイルス感染を迅速かつ正確に区別できるようになり、抗生物質の過剰使用を減らせるようになるかもしれない。この検査は、患者の免疫系が感染症にどのように反応するかに基づいて行われるものだ。これは、より広い範囲の細菌感染を考慮して、多様な世界集団で検証された最初の診断テストであり、抗生物質耐性に対処するために世界保健機関(WHO)と革新的新診断薬財団(Foundation for Innovative New Diagnostics)によって設定された精度目標を満たす唯一のテストである。この目標値には、細菌感染とウイルス感染を識別するために、少なくとも感度90%(真陽性を正しく識別すること)、特異度80%(真陰性を正しく識別すること)が設定されている。この新しいテストは、2023年12月20日のCell Reports Medicineに掲載され、「宿主反応に基づく頑健なシグネチャーが、世界の多様な集団における細菌感染とウイルス感染を識別する(A Robust Host-Response-Based Signature Distinguishes Bacterial and Viral Infections Across Diverse Global Populations)」 と題されている。

男性の生殖器官は、新しい遺伝子が出現するためのホットスポットとして機能している。そのため、父親から受け継ぐ突然変異の数が母親から受け継ぐ突然変異の数よりも多いということが説明できるかもしれない。しかし、なぜ年配の父親の方が若い父親よりも多くの突然変異を受け渡すのか、その理由は明らかにされていなかった。このようなよく知られた傾向の背景にあるメカニズムは、長い間謎のままだった。このたび、ロックフェラー大学の研究者らが2023年1月12日にNature Ecology & Evolution誌に発表した新しい研究によると、高齢のオスのショウジョウバエが子孫に突然変異を受け渡す可能性が高い理由について述べられており、ヒトにおける遺伝性疾患のリスクに光を当てている。この論文は「ショウジョウバエの老化生殖線の転写および突然変異の特徴(Transcriptional and Mutational Signatures of the Drosophila Ageing Germline)」と題されている。

インパラは時速80キロ以上のスピードで駆け抜け、9メートルもの距離を一気に跳び越えることができる。しかし、その金メダル級の運動能力は、サハラ砂漠以南の川辺では通用しない。水中から姿を現したナイルワニがインパラを捕らえるとき、その悪名高い歯は後ろ足に食らいつき、2000キログラム以上の力で顎を食い込ませる。しかし、インパラが死ぬのは水が原因である。深い呼吸をするワニは獲物を深いところまで引きずり込んで溺死させるのだ。ワニが待ち伏せに成功したのは、ナノサイズのスキューバタンクであるヘモグロビンが血流に乗って、肺から組織へゆっくりと、しかし着実に酸素を送り込むからである。この特殊なヘモグロビンの超効率性から、生物学者の中には、なぜ世界中の顎のある脊椎動物の中で、ワニだけが呼吸を最大限に活用する最適な方法を発見したのだろうと考える者もいる。ネブラスカ大学リンカーン校のジェイ・ストルツ博士らは、ワニや鳥類の祖先である2億4千万年前の古生物のヘモグロビンを統計的に復元し、実験的に復活させることによって、その理由について新たな洞察を得た。ワニのヘモグロビンのユニークな特性は、以前の研究で示唆されたようなわずか数個の重要な突然変異を必要とするのではなく、赤血球の複雑な構成要素を散在させる相互に関連した21個の突然変異に由来していることが判明したのである。この複雑さと、1つの突然変異がヘモグロビンに引き起こす複数のノックオン効果により、自然界が数千万年かけても辿り着けないほど迷宮入りの進化経路が形成されたのかもしれないと、この研究者は述べている。

2021年に英国グロスターシャー州ウィンチコムの車道に不時着したウィンチコム隕石の有機物分析に関する新しい研究結果が発表された。ロンドン大学ロイヤル・ホロウェイ校地球科学科のクイニー・チャン博士を中心とした研究で、生命の起源の秘密を握る宇宙からの有機化合物が発見された。この研究は、2023年1月9日にMeteoritics & Planetary Science誌に掲載された。このオープンアクセスの論文は「早期回収されたCM2 Winchcombe炭素質コンドライトのアミノ酸および多環芳香族炭化水素組成について(The Amino Acid and Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Compositions of the Promptly Recovered CM2 Winchcombe Carbonaceous Chondrite)」と題されている。この研究では、分析により様々な有機物が見つかり、この隕石がかつて液体の水が存在した小惑星の一部であり、もしその小惑星が水にアクセスできたならば、化学反応が起こり、生命の構成要素であるアミノ酸やタンパク質に変化する分子が増えたかもしれないことが明らかにされている。

運動は様々な病気から身を守ることが証明されており、科学的に知られている中で最も強力なアンチエイジングの手段かもしれない。しかし、運動は加齢に伴う健康状態の改善をもたらすが、その効果は加齢に伴い必然的に減少する。運動、体力、加齢の関係の根底にある細胞メカニズムは、まだ十分に解明されていない。2023年1月3日にPNASに掲載された論文では、ジョスリン糖尿病センターの研究者が、運動トレーニングによる体力向上における一つの細胞メカニズムの役割を調べ、モデル生物において老化に伴って起こる衰えを遅らせるアンチエイジング介入を特定した。この研究成果は、加齢に伴う筋肉機能向上のための新たな戦略への扉を開くものだ。この論文は「運動は、AMPKとミトコンドリアダイナミクスを通じて、老化中の体力を維持する(Exercise preserves physical fitness during aging through AMPK and mitochondrial dynamics)」と題されている。「運動は、生活の質を向上させ、変性疾患から身を守るために広く採用されており、ヒトでは、長期の運動療法により総死亡率が低下する。我々のデータは、運動反応性に不可欠なメディエーターを特定し、加齢に伴う筋肉機能維持のための介入の入り口になるものだ。」と、ジョスリン糖尿病センターの上級研究員で膵島細胞・再生生物学部門長の T. キース・ブラックウェル博士は共同研究者として語っている。

神経ネットワークの複雑さから基本的な生物学的機能・構造に至るまで、人間の脳はその秘密を不本意ながら明らかにしてくれるに過ぎない。神経イメージングと分子生物学の進歩により、科学者らはつい最近、生きた脳をこれまで達成できなかったレベルで詳細に研究し、その謎の多くを解き明かすことができるようになった。今回発見されたのは、これまで知られていなかった脳の構成要素で、脳を保護するバリアとして、また免疫細胞が脳に感染や炎症が起きないかどうかを監視するプラットフォームとして機能していることが、2023年1月5日付の米科学誌サイエンスに発表された。この論文は「クモ膜下腔を機能的に分割する中皮膜(A Mesothelium Divides the Subarachnoid Space into Functional Compartments)」と題されている。この新しい研究は、ロチェスター大学およびコペンハーゲン大学のトランスレーショナル神経医学センターの共同ディレクターであるマイケン・ネーデルガード医学博士と、コペンハーゲン大学の神経解剖学教授であるシェルド・ムルゴード医学博士の研究室から発表されたものだ。ネーデルガード博士とその同僚らは、人間の脳の基本的な仕組みに関する理解を一変させ、神経科学の分野に重要な発見をした。その中には、これまで見落とされていたグリアと呼ばれる脳の細胞の多くの重要な機能や、グリンパティックシステムと名付けられた脳独自の排泄プロセスの詳細が含まれている。

細胞が日常的な機能を果たすとき、さまざまな遺伝子や細胞内経路がオンになる。このたびMITの技術者らは、これらのイベントの履歴を、光顕微鏡で画像化できる長いタンパク質鎖に書き込むよう、細胞を誘導した。この鎖を作るようにプログラムされた細胞は、特定の細胞事象をコード化するビルディングブロックを継続的に追加していった。その後、秩序だったタンパク質鎖を蛍光分子で標識し、顕微鏡で読み取ると、イベントのタイミングを再構築することができた。この技術は、記憶の形成、薬物治療への反応、遺伝子発現などのプロセスの根底にあるステップを明らかにするのに役立つと考えられる。MITのエドワード・ボイデン博士(Y. Eva Tan神経技術 教授、MIT生物工学・脳認知科学教授、ハワードヒューズ医学研究所研究員、MITマクガバン脳研究所およびコーク統合がん研究所)は、「臓器と体のスケールで、数時間から数週間にわたって起こる多くの変化があるが、これは、長期間追跡することができない」と述べている。この研究者らは、この技術をより長い時間使えるように拡張できれば、老化や病気の進行などのプロセスの研究にも利用できるだろうと言う。

人間と同じように、細菌や古細菌もウイルスに攻撃されることがある。これらの微生物は、病原体に対する免疫防御戦略を独自に開発してきた。CRISPR-Casシステムなど、細菌が外敵から身を守るための防御システムは、多様なタンパク質と機能を有している。CRISPRリボ核酸(crRNA)は、「ガイドRNA」として、ウイルスのDNAなど、外来ゲノムの標的を切断するための領域を検出する。crRNAによって誘導されたCRISPR関連ヌクレアーゼ(Cas)は、ハサミのように標的を切断することができ、この自然界の戦略を人間は多くの技術で利用してきた。「これまでさまざまなヌクレアーゼが新しい技術や改良技術に応用されてきたことを考えると、この分野の発見は社会に新たな利益をもたらすかもしれない」と、ヴュルツブルク・ヘルムホルツRNAベース感染症研究所(HIRI)のチェイス・バイゼル博士は研究動機を語っている。この研究所は、ブラウンシュヴァイク・ヘルムホルツ感染研究センターとヴュルツブルクのユリウス・マクシミリアン大学(JMU)の協力のもとで運営されている。バイゼル博士は、Benson Hill社(ミズーリ州)のマシュー・ベゲマン博士、米国ユタ州立大学のライアン・ジャクソン博士とともに、CRISPR-Casシステムの特定のセットに関する今回の研究を開始した。

アレン研究所の一部門であるアレン細胞科学研究所のチームは、数十万枚の高解像度画像を用いて、これまで定量化が極めて困難とされてきたヒト細胞の内部組織を数値化した。この研究により、同一条件下で培養された遺伝的に同一の細胞であっても、細胞の形状には様々なバリエーションがあることが明らかになった。この研究チームは、2023年1月4日にNatureに掲載された論文で、研究成果を報告している。このオープンアクセス論文は「 ヒトiPS細胞における細胞内組織統合とその変動(Integrated Intracellular Organization and Its Variations in Human iPS Cells)」 と題されている。アレン細胞科学研究所の副所長で、主任研究員のマテウス・ヴィアナ博士と共にこの研究を率いたスザンヌ・ラフェルスキー博士は、「健康や病気において細胞がどのように変化するかを理解しようとするこの分野に欠けているものは、この種の組織を厳密に取り扱う方法だ。我々はまだその情報を利用できていないのだ。」と語っている。

重さ約1300gの脳が重く感じないのは、脳と脊髄の中を流れる脳脊髄液の中に浮いているからだ。脳と頭蓋骨の間にあるこの液体バリアは、頭を打ったときに脳を保護し、脳に栄養を補給する。しかし、脳脊髄液にはもう一つ、あまり知られていないが、脳を免疫的に保護する重要な働きがある。しかし、この機能はこれまであまり研究されてこなかった。今回、ノースウェスタン大学の研究により、アルツハイマー病などの認知機能障害における脳脊髄液の役割が明らかになった。この発見は、神経変性のプロセスに新たな手がかりを与えるものだと、研究主導者であるノースウェスタン大学ファインバーグ医学部神経学助教授のデビッド・ゲート博士は述べている。

ノースウェスタン大学の研究者は、これまで知られていなかった老化を促進するメカニズムを発見した。彼らは新しい研究で、ヒト、マウス、ラット、メダカから採取したさまざまな組織のトランスクリプトームデータを人工知能で解析した結果、遺伝子の転写産物の長さが、加齢に伴う分子レベルの変化のほとんどを説明できることを発見した。その結果、遺伝子の転写産物の長さが、加齢に伴って起こる分子レベルの変化のほとんどを説明できることを発見した。すべての細胞は、長い遺伝子と短い遺伝子の活性のバランスをとる必要がある。研究者らは、長い遺伝子は長寿に、短い遺伝子は短寿につながることを発見した。また、老化した遺伝子は長さに応じて活性が変化することもわかった。具体的には、加齢に伴い、短い遺伝子に活性が移行するのだ。そのため、細胞内の遺伝子活性のバランスが崩れてしまうのだ。驚くべきことにこの発見はほぼ全世界共通であった。研究チームは、このパターンを、ヒトを含む複数の動物、および研究で分析した多くの組織(血液、筋肉、骨、および肝臓、心臓、腸、脳、肺などの臓器)で発見したのである。この新たな発見は、老化のスピードを遅らせたり、逆に老化させたりするための介入策につながる可能性がある。

認知症を患う人の数は世界で5,500万人と推定されており、この数は高齢化社会の到来とともに増加すると予想されている。認知症の進行を遅らせたり、止めたりする治療法を見つけるには、認知症を引き起こす要因についてより深く理解する必要がある。タフツ大学の研究者らは、認知機能の低下の程度が異なる成人の脳組織におけるビタミンD濃度を調べた初めての研究を完了した。その結果、脳内のビタミンD濃度が高い人ほど、認知機能が優れていることが分かった。このオープンアクセス論文は、2022年12月7日にアルツハイマー病協会誌Alzheimer's & Dementiaに掲載され、「地域在住の高齢者における脳内ビタミンD群と認知機能低下および神経病理学的変化(Brain Vitamin D Forms, Cognitive Decline, and Neuropathology in Community-Dwelling Older Adults)」と題されている。タフツ大学Jean Mayer USDA Human Nutrition Research Center on Aging(HNRCA)所長で、HNRCAビタミンKチームの主任研究員であるサラ・ブース博士は、「この研究は、アルツハイマー病やその他の認知症のような疾患から加齢脳を守るために、食物や栄養素でどのように回復力を生み出すかを研究することの重要性を補強するのもだ」と述べている。ビタミンDは、免疫反応や健康な骨の維持など、体内の多くの機能をサポートしている。食事では、脂肪分の多い魚や強化飲料(牛乳やオレンジジュースなど)、短時間の日光浴でビタミンDを摂取することができる。

カリフォルニア大学サンフランシスコ校(UCSF)の研究者らは、「細胞接着剤」のような働きをする分子を設計し、細胞同士の結合を正確に指示することを可能にした。この発見は、再生医療の長年の目標である組織や臓器の形成に向けた大きな一歩となる。接着剤分子は、体内の至るところに自然に存在し、何十兆個もの細胞を高度に組織化されたパターンで結びつけている。この分子は、構造体を形成し、神経回路を作り、免疫細胞を標的へ誘導する。また、接着は細胞間のコミュニケーションを促進し、身体が全体として自己調節機能を維持するのに役立っている。2022年12月12日付のNature誌に掲載されたこの論文「合成細胞接着分子による多細胞体形成のプログラミング(Programming Multicellular Assembly with Synthetic Cell Adhesion Molecules)」では、研究者らが特定のパートナー細胞と予測可能な方法で結合し、複雑な多細胞集合体を形成する、カスタマイズした接着分子を含む細胞を工学的に作製したことが報告されている。バイヤーズ細胞分子薬理学の特別教授であり、UCSFの細胞デザイン研究所の所長である筆頭著者のウェンデル・リム博士は、「我々は、細胞がどの細胞と相互作用するかを制御し、その相互作用の性質も制御できるような方法で細胞を設計することができた。これは、組織や臓器のような新しい構造を構築するための扉を開くものだ。」と語っている。

グリーンランド北部の氷河期の堆積物から、環境DNAの微小な断片が発見された。このDNA断片は、これまでシベリアのマンモスの骨から採取されたDNAの記録よりも100万年古いものであり、最先端の技術を使って発見された。この古代DNAは、極端な気候変動を乗り越えた200万年前の生態系をマッピングするために使用された。この研究者らは、今回の結果が現在の地球温暖化がもたらす長期的な環境破壊を予測するのに役立つと期待している。この発見は、エスケ・ウィラースレフ教授とカート H. ケアー教授が率いる科学者チームによってなされた。ウィラースレフ教授はケンブリッジ大学セントジョンズカレッジのフェローであり、コペンハーゲン大学のルンドベック財団ジオジェネティクスセンターのディレクターで、地質学の専門家であるケアー教授もここを拠点としている。粘土や石英の中に隠れていた41個の使用可能なサンプルを発見した結果が、2022年12月7日、Nature誌に掲載された。このオープンアクセスの論文は「環境DNAが解き明かすグリーンランドの200万年前の生態系 (A 2-Million-Old Ecosystem in Greenland Uncovered By Environmental DNA)」と題されている。

自己免疫疾患は、人違えの結果であると考えられている。侵入してきた病原体から体を守るために武装してパトロール中の免疫細胞が、正常なヒトの細胞を感染した細胞と勘違いして、自分の健康な組織に武器を突きつけてしまうのである。しかし、ほとんどの場合、その間違いの原因である、病原体のタンパク質と危険なほど似ている正常なヒトのタンパク質の断片を見つけることは、科学者にとって困難であった。そのため、多くの自己免疫疾患に対する効果的な診断法や特異的な治療法の開発には、このパズルの欠片が妨げになっていた。しかし、その状況はようやく変わりつつある。ワシントン大学医学部(セントルイス)、スタンフォード大学医学部、オックスフォード大学の研究チームが、自己免疫を引き起こす重要なタンパク質断片と、それに反応する免疫細胞を見つける方法を開発した。この研究成果は、2022年12月7日にNature誌に掲載され、自己免疫疾患の診断と治療に有望な道を開くものだ。この論文は、「自己免疫関連T細胞レセプターはHLA-B*27結合ペプチドを認識する(Autoimmune-Associated T Cell Receptors Recognize HLA-B*27-Bound Peptides)」と題されている。

現在では、アルツハイマー病の診断を受けるのは、物忘れなどの症状が現れてからというのが一般的だ。その時点では、最良の治療法は、症状の進行を遅らせるだけだ。しかし、アルツハイマー病の種は、診断が可能になるような認知機能障害が現れるずっと前に、何年も、あるいは何十年も前に播かれていることが研究で明らかにされている。この種はアミロイドβタンパク質で、これが誤って折り畳まれて塊となり、オリゴマーと呼ばれる小さな凝集体を形成する。このアミロイドβの「毒性」オリゴマーが、現在も解明されていないプロセスを経て、やがてアルツハイマー病に発展すると考えられている。ワシントン大学の研究者が率いるチームは、血液サンプル中のアミロイドβオリゴマーレベルを測定できるラボ検査を開発した。研究チームが2022年12月5日にPNAS誌で発表した論文では、頭文字をとってSOBAと呼ばれるこの検査は、アルツハイマー病患者の血液からはオリゴマーを検出できたが、血液サンプルを採取した時点で認知障害の兆候のなかった対照群のほとんどのメンバーからは検出できなかったという。

デューク大学のエンジニア達は、音波を利用して血液中に見られる最も小さな粒子を数分で分離・選別する装置を開発した。この技術は「バーチャル・ピラー」と呼ばれる概念に基づいており、科学研究と医療応用の両方に恩恵をもたらす可能性がある。小細胞外小胞(small extracellular vesicles;sEV)と呼ばれる小さな生体ナノ粒子は、体内のあらゆる種類の細胞から放出され、細胞間のコミュニケーションや病気の感染に大きな役割を果たすと考えられている。波柱励起共振による音響ナノスケール分離(Acoustic Nanoscale Separation via Wave-Pillar Excitation Resonance;略称ANSWER)と名付けられたこの新技術は、10分以内に生体流体からこれらのナノ粒子を引き抜くだけでなく、生物学的役割が異なると考えられるサイズカテゴリーに分類することも可能だという。この成果は、2022年11月23日、Science Advancesのオンライン版に掲載された。オープンアクセス論文は「細胞外ベシクルの生物物理学的分画への解決策。波柱励起共鳴による音響ナノスケール分離 (ANSWER) [A Solution to the Biophysical Fractionation of Extracellular Vesicles: Acoustic Nanoscale Separation via Wave-Pillar Excitation Resonance (ANSWER) ]」と題されている。

アルツハイマー病の主要な発症メカニズムとして知られる炎症と、ミクログリアと呼ばれる脳の掃除屋細胞に集中して存在する遺伝子との関連について、マウントサイナイ医科大学とニューヨーク大学医学部の研究者による新たな研究結果が発表された。この研究結果は、難治性疾患であるアルツハイマー病の治療法の新たなターゲットとなる可能性がある。この遺伝子はイノシトールポリリン酸-5-ホスファターゼD(INPP5D)として知られており、The Journal of the Alzheimer's Associationの「アルツハイマー病と認知症」 誌 の11月30日号に掲載された。ミクログリアは、アルツハイマー病の認知症に関連する死にかけた細胞やアミロイド斑を除去するスカベンジャーとして働く脳内の免疫細胞だ。ヒト遺伝学的研究により、当初、INPP5Dはアルツハイマー病のリスクと関連していた。他の研究により、アルツハイマー病患者の死後脳組織においてINPP5Dのレベルが上昇していることが明らかになったが、この遺伝子が病気の初期または後期に果たす特定の役割や、これらの機能変化に寄与するメカニズムはまだ分かっていなかった。

アイルランドのリムリック大学で開発されたユニークな新素材が、脊髄損傷の治療に大きな可能性を示した。リムリック大学バーナル研究所で行われた全く新しい研究が、2022年11月22日にBiomaterials Researchに掲載され、脊髄組織修復の分野でエキサイティングな進歩を遂げた。このオープンアクセス論文は、「脊髄組織修復のための導電性PEDOTナノ粒子集積足場(Electroconductive PEDOT Nanoparticle Integrated Scaffolds for Spinal Cord Tissue Repair)」と題されている。リムリック大学で開発されたナノ粒子状の新しいハイブリッドバイオマテリアルが、組織工学分野における既存の実践を基に、脊髄損傷後の修復・再生を促進するための合成に成功した。リムリック大学工学部モーリス・N・コリンズ准教授と筆頭著者のアレキサンドラ・セラフィン氏(リムリック大学博士課程)率いる研究チームは、新しい種類の足場材料と独自の新しい導電性ポリマー複合体を用いて、脊髄損傷の治療を前進させる可能性のある新しい組織の成長・生成を促進させることに成功した。

癌細胞が健康な脳細胞から進化して治療を回避する仕組みを理解することで、最も一般的で致死的な脳腫瘍の1つである膠芽腫の新しい薬物療法の可能性が開けることが、新研究で明らかになった。南オーストラリアのフリンダース大学と南オーストラリア保健医療研究所(SAHMRI)の研究チームは、神経科学と腫瘍学を融合させることで、この致命的な疾患を治療する新しい方法を見出すことができると期待している。フリンダース大学のセドリック・バーディ准教授(SAHMRIのヒト神経生理学・遺伝学研究室のグループリーダー)は、「膠芽腫は誰もがかかる可能性があり、診断後5年以上生存する患者はわずか5%だ。治療上の大きな課題は、このような脳腫瘍細胞の多様性と適応性だ。患者によって、膠芽腫の腫瘍はさまざまな割合の数種類の細胞で構成されている。根絶を困難にしているのは、これらのバリエーションと、治療から隠れて逃れるために素早くその正体を変える驚くべき能力なのだ。しかし、最近の遺伝学の進歩により、膠芽腫の中に見られる細胞型は、癌化する前の元の細胞とある程度の類似性を保ち、成長・生存のため、あるいはそのアイデンティティを変えるときに脳細胞と共通の分子パスウェイを使用することが分かってきた。」と述べている。

ハンセン病は世界で最も古く、最も根強い病気の一つだが、その原因となるバクテリアは、重要な臓器を成長・再生させる驚くべき能力も持っているかもしれない。科学者らは、ハンセン病に関連する寄生虫が細胞を再プログラムし、損傷や傷跡、腫瘍を引き起こすことなく、成体動物の肝臓を大きくすることを発見した。この発見は、この自然のプロセスを応用して、老化した肝臓を再生し、人間の健康寿命(病気にかからずに生きている期間)を延ばす可能性を示唆するものである。また、傷ついた肝臓を再生させることで、現在、末期の傷ついた肝臓を持つ人々にとって唯一の治療法である移植の必要性を減らすことができるだろうと専門家達は述べている。

癌細胞は遺伝子の異常を獲得することで、無制限に成長・増殖することができる。X染色体は、通常XXの女性細胞でのみ不活性化されるが、男性由来のさまざまな癌細胞で不活性化される可能性があるという。本研究は、2022年11月9日、Cell Systems誌に掲載された。このオープンアクセス論文は、「ヒトの男性癌における体細胞性XISTの活性化とX染色体不活性化の特徴(Somatic XIST Activation and Features of X Chromosome Inactivation in Male Human Cancers)」と題されている。

神経ホルモンであるオキシトシンは、社会的な絆を促進し、芸術、運動、セックスなどによる快感を生み出すことで知られている。しかし、このホルモンには他にも多くの機能があり、女性では授乳や子宮収縮の調節、男性では射精、精子輸送、テストステロン産生の調節などを行っている。このたび、ミシガン州立大学の研究者らは、ゼブラフィッシュやヒトの細胞培養において、オキシトシンにはまだ知られていない別の機能があることを明らかにした。オキシトシンは、心臓の外層(心外膜)に由来する幹細胞を刺激して中層(心筋)に移動させ、そこで心筋細胞(心臓の収縮を生み出す筋肉細胞)に成長させるというのだ。この発見は、将来、心臓発作後の心臓の再生を促進するために利用されるかもしれない。 

癌細胞が増殖し、人体に広がるためには、銅イオンと結合するタンパク質が必要だ。スウェーデンのチャルマース工科大学の研究者らにより、癌に関連するタンパク質がどのように銅と結合し、他のタンパク質とどのように相互作用するかについての新しい研究が行われ、癌と戦うための新しい薬のターゲットの可能性が開かれた。ヒトの細胞は、重要な生物学的プロセスを遂行するために、少量の銅という金属を必要とする。 

コロラド大学アンシュッツ・メディカル・キャンパスの新しい研究によると、帯状疱疹にかかった人が脳卒中のリスクが高い理由を調べていた科学者らは、その理由は細胞間でタンパク質や遺伝情報を輸送するエクソソームにあると考えているという。2022年10月6日にJournal of Infectious Diseases誌に掲載されたこの研究は、帯状疱疹と脳卒中の関連性の背後にあるメカニズムを詳述している。この論文は「帯状疱疹に関連する血栓性血漿エクソソームと脳卒中リスクの増加(Zoster-Associated Prothrombotic Plasma Exosome and Increased Stroke Risk)」と題されている。「ほとんどの人が帯状疱疹の痛みを伴う発疹について知っているが、感染後1年間は脳卒中のリスクが上昇することを知らないかもしれない」と、この研究の筆頭著者であるコロラド大学医学部神経科の助教授のアンドリュー・ブバック博士は語っている。「重要なことは、発疹が完全に治癒していることが多く、患者は通常の感覚を持っているが、それにもかかわらず、脳卒中リスクが著しく上昇した状態で歩き回っていることだ」。

ジョンズ・ホプキンス・メディスンの研究者らは、細胞が自然にタンパク質を作る過程を利用して、遺伝子の指示を細胞に“スライド”させ、その細胞から欠落している重要なタンパク質を作り出すことに成功したと発表した。今後、さらに研究が進み、今回の成果が実証されれば、遺伝子治療が可能なさまざまな疾患に対して、特定の細胞を標的とする新しい方法が確立されるかもしれない。このような疾患には、アルツハイマー病などの脳を侵す神経変性疾患、失明、一部の癌などが含まれている。ジョンズ・ホプキンス大学医学部Sol Snyder 神経科学科教授で細胞工学研究所のセス・ブラックショー博士(写真)は、「細胞が特定のタンパク質を欠く疾患の治療法を開発しようとする場合、脳などの構造ごとに疾患を引き起こす細胞を正確に標的として、特定の遺伝子のタンパク質生成プロセスを安全に開始させることが重要だ」と語る。「病気の細胞を正確に狙わない治療法は、他の健康な細胞にも意図しない影響を及ぼす可能性がある」と彼は付け加えている。

免疫システムの重要な部分を形成する細胞の欠陥が先駆的な遺伝子編集技術で修復できることが、ヒトの細胞やマウスを用いた新しい研究で明らかになった。ロンドン大学の研究者らは、2022年10月26日にScience Translational Medicine誌に掲載されたこの研究が、通常は制御性T細胞として知られる免疫系のコントロールを助ける白血球と、エフェクターT細胞として知られる反復感染や癌から体を守る細胞のまれな疾患に対する新しい治療法に繋がる可能性があるとしている。この論文は「CTLA-4欠損を修正するためのT細胞の遺伝子治療(Therapeutic Gene Editing of T Cells to Correct CTLA-4 Insufficiency)」と題されている。CTLA-4不全として知られるこの症状を持つ患者は、これらのT細胞が異常に機能する遺伝子変異を持つ。このため、免疫系が血液細胞を含む自分自身の組織や臓器を攻撃する、重度の自己免疫に苦しむことになる。また、免疫系の記憶力が低下するため、同じウイルスや細菌に何度も感染すると、それを撃退するのに苦労することになる。また、血液癌の一種であるリンパ腫を発症するケースもある。

ニューヨーク・マウントサイナイのアイカーン医科大学の研究者によると、癌を直接攻撃するのではなく、ある種の免疫細胞を使って別の種類の癌を殺すという新しい癌免疫療法の前臨床疾患モデルにおいて、卵巣、肺、膵臓腫瘍を縮小する強固な抗腫瘍免疫反応を引き起こすことが明らかになった。この研究成果は、2022年10月11日のCancer Immunology Research誌に掲載された[doi.org/10.1158/2326-6066.CIR-21-1075]。この研究では、CAR-T細胞として知られる免疫細胞を用いた治療法に工夫が施されている。現在臨床で使用されているCAR-T細胞は、癌細胞を直接認識するように設計されており、いくつかの血液癌の治療に成功している。しかし、多くの固形癌への有効利用を阻む課題があった。ほとんどの固形癌には、マクロファージと呼ばれる別の種類の免疫細胞が多く浸潤している。マクロファージは、腫瘍組織へのT細胞の侵入を阻害することで腫瘍の増殖を助け、CAR-T細胞や患者自身のT細胞が癌細胞を破壊するのを妨げている。

タラゾパリブの第2相試験では、これまで治療の適応とされていなかった乳癌患者の腫瘍を縮小させることが判明した。BRCA1またはBRCA2遺伝子に変異がある乳癌患者の治療に承認された薬剤が、他の遺伝子変異を持つ人々にも有効の可能性がある。テキサス大学サウスウェスタン校(UTサウスウェスタン)の研究者らは、タラゾパリブがPALB2遺伝子に変異のある乳癌患者の腫瘍を縮小させることに成功したと2022年10月17日付のNature Cancerで報告した。この変異を有する患者は、これまでPARP阻害剤として知られる抗癌剤の一種であるタラゾパリブの治療対象にはならなかった。このオープンアクセス論文は「野生型BRCA1とBRCA2を有し、他の相同組み換え遺伝子に変異を有する患者を対象としたタラゾパリブ単剤治療の第II相試験(A Phase II Study of Talazoparib Monotherapy in Patients with Wild-Type BRCA1 and BRCA2 with a Mutation in Other Homologous Recombination Genes.)」と題されている。この論文の筆頭著者であり、UTサウスウェスタン内科助教授で、ハロルド・C・シモンズ包括的癌センターのメンバーであるジョシュア・グルーバー医師(写真)は、「これらの患者は、他の治療選択肢が非常に限られている。この研究は、PARP阻害剤の恩恵を受けられる患者層を拡大するものだ。」と述べている。

マウントサイナイ・ヘルスシステムとニューヨークのアイカーン医科大学は、業界をリードするニューヨークのバイオテクノロジー企業リジェネロンの一部であるリジェネロン・ジェネティクス・センター(RGC)と、「マウントサイナイ・ミリオン・ヘルス・ディスカバリーズ・プログラム」という新しいヒトゲノム配列研究プロジェクトを開始した。 本プログラムは、5年間で100万人のマウントサイナイ患者を登録することを目標としており、この種のプロジェクトとしては最も野心的なものの一つであり、リジェネロンが支援する配列決定の取り組みとしてはこれまでで最大規模のものとなっている。その目的は、研究者にユニークなデータセットを提供することで、日々の患者のケアを導く遺伝学に基づく精密医療アプローチの真の可能性を評価し、また、潜在的な新規治療法の発見と開発の指針となる新しい洞察を生み出すことにある。

イスラエルのテルアビブ大学(TAU)は、特殊なハイドロゲルを用いて大きな骨欠損を修正する骨再生技術を開発した。動物モデルでの実験に成功し、今後、臨床試験に進む予定だ。この論文は、2022年9月15日にJournal of Clinical Periodontologyに掲載された。このオープンアクセス論文は「 免疫調節性繊維状ヒアルロン酸-Fmoc-ジフェニルアラニンベースヒドロゲルによる骨再生(Immunomodulatory Fibrous Hyaluronic Acid-Fmoc-Diphenylalanine-Based Hydrogel Induces Bone Regeneration)」と題されている。この画期的な研究は、リヒ・アドラー・アブラモビッチ教授とミハエル・ハルペリン・シュテルンフェルド博士が率いるテルアビブ大学のモーリス&ガブリエラ・ゴールドシュレガー歯学部の専門家と、イツァーク・ビンダーマン教授、レイチェル・サリグ博士、モラン・アビブ博士、アナーバーのミシガン大学の研究者が共同で行ったものだ。アドラー・アブラモビッチ教授は、「骨折などの小さな骨欠損は、失われた骨組織を体が復元して自然に治るものだ。問題は、大きな骨欠損の場合だ。多くの場合、腫瘍切除(手術による除去)、物理的外傷、抜歯、歯周病、歯科インプラント周囲の炎症などによって骨が大幅に失われると、骨は自己再生することができなくなるのだ。今回の研究では、骨の細胞外マトリックスに含まれる天然物質を模倣したハイドロゲルを開発し、骨の成長を刺激し、免疫系を再活性化して治癒プロセスを加速させることができた。」と述べている。

バージニア大学保健学部の研究者が、アルツハイマー病と多発性硬化症に対する免疫系の反応を指揮する脳内の分子を特定した。研究チームが同定したキナーゼと呼ばれる分子は、アルツハイマー病に関連するプラークの蓄積を除去し、多発性硬化症の原因となるデブリの蓄積を防ぐのに極めて重要であることが判明した。このキナーゼは、ミクログリアと呼ばれる脳の掃除屋の活動を制御することによって、その機能を発揮することが明らかにされた。この免疫細胞は、かつては科学者にほとんど無視されていたが、近年、脳の健康維持に不可欠な存在であることが判明している。バージニア大学の重要な新発見は、医師がアルツハイマー病、多発性硬化症、その他の神経変性疾患の患者を治療または保護するためにミクログリアの活動を増強させる日が来るかもしれないと、研究者は報告している。「残念ながら、アルツハイマー病、パーキンソン病、ALS(筋萎縮性側索硬化症)、ルー・ゲーリッグ病など、ほとんどの神経変性疾患の根本原因に迫る有効な治療法は、現在のところ医師が持っていない。我々は、これらの疾患から脳を守るために必要な細胞の種類とプロセスを制御するマスターコントローラーを発見した。さらに、この新しい経路を標的とすることで、神経変性疾患における記憶喪失や運動制御障害を引き起こす有害物質を排除する強力な戦略を提供できることが分かった」と、バージニア大学医学部、脳免疫・グリアセンター(BIG)、カーター免疫センター、バージニア大学脳研究所のジョン・ルーケンズ上級研究員は語っている。

1998年の大氷害では、米国北部とカナダ南部で送電線や鉄塔に氷が付着し、多くの人が数日から数週間にわたり寒さと暗闇にさらされ、機能停止に陥った。風力タービン、電力タワー、ドローン、飛行機の翼など、氷の付着に対処するには、通常、時間とコストがかかり、多くのエネルギーを使用する技術や、さまざまな化学物質に頼る必要がある。しかし、カナダのマギル大学の研究者らは、自然界に目を向けることで、この問題に対処する有望な新しい方法を発見した。彼らは、南極の氷のように冷たい海を泳ぐジェンツーペンギンの羽からインスピレーションを得たという。「我々は当初、蓮の葉の性質を探った。蓮の葉は水分を排出することには優れているが、氷を排出することにはあまり効果がないことがわかった。」「ペンギンの羽の性質を調べ始めてから、水と氷の両方を排出できる自然界に存在する素材を発見した。」と、10年近く解決策を探し求めてきたアン・キエツィヒ博士は述べている。彼女は、マギル大学の化学工学の准教授であり、バイオミメティック表面工学研究所の所長でもある。微細なワイヤーメッシュが羽毛の撥水・撥氷性能を再現

科学者らは、初めて失読症と確実に関連する多数の遺伝子を特定した。同定された42の遺伝子変異の約3分の1は、これまでに一般的な認知能力や学歴に関連するものであった。2022年10月20日にNature Genetics誌にオンライン掲載されたこの研究結果は、一部の子どもが読みや綴りに苦労する理由の背後にある生物学的な理解を助けるものであるとしている。このオープンアクセス論文は「失読症に関連する42のゲノムワイドな有意な遺伝子(Discovery of 42 Genome-Wide Significant Lociated with Dyslexia)」と題されている。遺伝子研究

黒死病の犠牲者と生存者の何世紀も前のDNAを分析した国際科学者チームは、誰が生き延び、誰が死んだかを決定した重要な遺伝子の違い、そして当時から我々の免疫システムのこれらの側面がいかに進化し続けてきたかを明らかにした。マクマスター大学、シカゴ大学、パスツール研究所などの研究者らは、約700年前にヨーロッパ、アジア、アフリカを席巻した腺ペストの大流行から一部の人を守った遺伝子を解析し、同定した。彼らの研究は、Nature誌のオンライン版で2022年10月19日に発表された。かつて黒死病からの保護をもたらしたのと同じ遺伝子が、今日ではクローン病や関節リウマチなどの自己免疫疾患への罹患率上昇と関連していると、研究者らは報告している。このオープンアクセスのNature誌の論文は「免疫遺伝子の進化は黒死病と関連している(Evolution of Immune Genes Is Associated with the Black Death)」と題されている。研究チームは、1300年代半ばにロンドンで発生した「黒死病」の発生前、発生中、発生後の100年間に焦点を当てた。 この黒死病は、記録史上最大の人類死亡事件であり、当時世界で最も人口密度の高かった地域の人々の50%以上が死亡した。

“代謝”とは、成長や健康維持に必要な物質を作り出す体内の化学変化を指す。メタボライトは、こうした代謝の過程で作られ、利用される物質だ。また、スクリプス研究所とその医薬品開発部門であるキャリバーが発表した新しい発見が示すように、重症の病気を治療するための強力な分子である可能性も秘めている。2022年8月16日にMetabolites誌で発表された研究では、この研究者らが新しい創薬技術を駆使して、白色脂肪細胞(”悪い”脂肪)を褐色脂肪細胞(”良い”脂肪)に変える代謝物を明らかにした。この発見は、肥満、2型糖尿病、心血管疾患などの代謝性疾患に対処する方法を提供する可能性がある。さらに、この独創的な創薬手法を用いることで、無数の治療薬の可能性を見出すことができると期待される。このオープンアクセス論文は「薬物活性メタボロミクスによる、ヒト褐色脂肪分化に有効な内因性代謝産物としてのミリストイルグリシンの特定(Drug-Initiated Activity Metabolomics Identifies Myristoylglycine as a Potent Endogenous Metabolite for Human Brown Fat Differentiation)」と題されている。

メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)スーパーバグを抑制し、抗生物質に対してより脆弱にする化合物が、英国バース大学のメイゼム・ラーベー博士とイアン・ブラグブロー博士が率いる研究チームによって発見された。この新規化合物は病原体の細胞膜を破壊することによって、致命的なMRSA感染症の原因菌である黄色ブドウ球菌を破壊するようだ。この化合物は、10種類の抗生物質耐性黄色ブドウ球菌に対してin vitroテストされた。その中には、MRSA感染と闘う患者に与えられる最終選択薬であるバンコマイシンに対する耐性が知られている株も含まれていた。その結果、この化合物はすべての株に対して完全に効果を発揮し、それ以上菌が増殖することはなかった。この研究では、黄色ブドウ球菌を直接破壊するだけでなく、3種類の重要な抗生物質(ダプトマイシン、オキサシリン、バンコマイシン)に対する多剤耐性菌の感受性を回復させることができることが明らかにされた。このことは、数十年にわたる乱用によって効かなくなった抗生物質が、やがて深刻な感染症を抑える力を取り戻す可能性があることを意味している。

スイスでは、癌は死因の第2位を占めている。その中でも、非小細胞肺癌(NSCLC)は、最も多くの患者が亡くなっており、現在もほとんど治癒が不可能な病気だ。残念ながら、新しく承認された治療法でさえ、患者の寿命を数カ月しか延ばすことができず、転移したステージで長期的に生存できる人はごくわずかだ。そのため、新しい方法で癌を攻撃する新しい治療法が求められている。2022年9月14日にCell Genomics誌で発表された研究では、ベルン大学とインゼル病院の研究者が、この癌種に対する薬剤開発のための新たな標的を決定した。この論文は「マルチハルマークのLong Noncoding RNAマップが明らかにする非小細胞肺がんの脆弱性(Multi-Hallmark Long Noncoding RNA Maps Reveal Non-Small Cell Lung Cancer Vulnerabilities)」と題されている。ゲノムのダークマター

デューク大学の研究者らは、遺伝子ではなく個々の細胞を標的とするRNAベースの編集ツールを開発した。このツールは、あらゆる種類の細胞を正確にターゲットとし、関心のあるあらゆるタンパク質を選択的に追加することが可能だ。研究者らは、このツールにより、非常に特定の細胞や細胞の機能を改変して病気を管理できるようになると述べている。神経生物学者のZ. ジョシュ・ホァン博士とポスドク研究員のヨンギャン・クィアン博士が率いる研究チームは、RNAベースのプローブを用いて、特定の種類の脳組織を標識する蛍光タグを細胞に導入できること、光感受性のオン/オフスイッチで任意のニューロンを沈黙または活性化できること、さらには自己破壊酵素で一部の細胞を正確に消滅させ、他の細胞を消滅させないことを明らかにした。この研究成果は、2022年10月5日付のNature誌に掲載され、「細胞モニタリングと細胞操作のためのプログラマブルRNAセンシング(Programmable RNA Sensing for Cell Monitoring and Manipulation)」と題されている。

2022年10月3日、セラピューティック・ソリューションズ・インターナショナル社(TSOI)は、同社のユニバーサルドナー幹細胞製品の治療効果が、CD103を発現する樹状細胞とそのエクソソームを一部介することを示唆する新データを発表した。エクソソーム治療薬の分野は飛躍的に成長しているが、樹状細胞エクソソームを呼吸器系疾患に使用することは全く前例がないという。一連の実験で、慢性閉塞性肺疾患(COPD)と急性呼吸窮迫症候群(ARDS)の両方に対する保護が、分子CD103を発現する樹状細胞によってナイーブマウスに移行できることが明らかにされた。さらに、細胞が作り出すナノ粒子であるエクソソームも、ナイーブマウスに保護機能を移行させることが可能であった。

イスラエルのテルアビブ大学の研究者らが、皮膚癌が脳に転移するメカニズムを初めて解明し、既存の治療法で転移を60%~80%遅らせることに成功した。この研究は、テルアビブ大学サックラー医学部のロニット・サッチ・フェイナロ教授(写真右)と博士課程の学生のサビーナ・ポッツィ氏(写真左)が主導したものだ。この成果は、2022年8月18日、Journal of Clinical Investigation(CLI)Insightに掲載された。このオープンアクセス論文は「MCP-1/CCR2軸の阻害は、メラノーマの脳転移の進行に対して脳内微小環境を敏感にする(MCP-1/CCR2 Axis Inhibition Sensitizes the Brain Microenvironment Against Melanoma Brain Metastasis Progression)」と題されている。「メラノーマ(皮膚癌)患者の90%は、進行すると脳転移を起こす」とサッチ・フェイナロ教授は説明する。「これは不可解な統計だ。肺や肝臓への転移が予想されるが、脳は保護された臓器のはずだ。血液脳関門は有害な物質が脳に入らないようにするものだが、ここではそれが機能せず、皮膚から出た癌細胞が血液中を循環して脳に到達してしまうのだ。我々は、癌細胞が脳の中で "誰と会話して"、脳に侵入していくのかを考えてみた」。

現在、脊髄損傷には有効な治療法がなく、物理的なリハビリテーションによってある程度の運動能力を取り戻すことができるが、重症の場合、損傷後に脊髄神経細胞が自然に再生されないため、その成果は極めて限られたものとなっている。しかし、英国インペリアル・カレッジ・ロンドンのシモーネ・ディ・ジョバンニ博士率いる研究チームは、エピジェネティック活性化剤を毎週投与すると、重傷から12週間後のマウスに脊髄の感覚・運動ニューロンの再生を支援できることを示している。2022年9月20日にオープンアクセス誌PLoS Biologyに掲載されたこの論文は「重度の障害を伴う慢性実験的脊髄損傷において、CBP/p300活性化が軸索成長、萌芽、シナプス可塑性を促進する。(CBP/p300 Activotes Promotes Axon Growth, Sprouting, and Synaptic Plasticity In Chronic Experimental Spinal Cord Injury with Severe Disability)」と題されている。

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