ほとんどの女性は妊娠中につわりを経験するが、妊娠中の女性の約2％が、ときには症状が深刻で入院が必要な程の、より重度の悪心および嘔吐の症状を経験する。妊娠中の重度妊婦とも呼ばれるこの状態は、ケイト・ミドルトン/ケンブリッジ公爵夫人が妊娠中に耐えたものと同じである。 UCLAの研究者によって主導され、2018年3月23日にNature Communicationsのオンライン版に公開されたこの新しい研究では、前回の研究では原因が特定されていない、催吐性重篤度に関連する2つの遺伝子が同定された。GDF15およびIGFBP7として知られているこの遺伝子は、胎盤の発達に関与しており、早期妊娠および食欲調節において重要な役割を果たす。このオープンアクセスの論文は「胎盤と食欲遺伝子GDF15とIGFBP7は、妊娠悪阻に関連している。（Placenta and Appetite Genes GDF15 And IGFBP7 Are Associated with Hyperemesis Gravidarum.）」と題されている。
大きな出っ歯､シワだらけで毛が無い身体。こんなハダカデバネズミは｢かわいい齧歯類｣コンテストでとても勝てそうにない｡しかし､ハダカデバネズミの寿命は齧歯類としては最長の30年という長寿であり､加齢性の疾患に驚くほどの耐性があるため､加齢とがんという謎を解くカギを与えてくれている｡それこそが､University of Rochester のVera Gorbunova, PhD､Andrei Seluanov, PhDら生物学教授とポスドク研究員のYang Zhao, PhDのハダカデバネズミ研究の動機であり､2018年2月5日付PNASオンライン版に掲載された研究論文の筆頭著者､Dr. Zhaoは､｢この齧歯類で､細胞老化と呼ばれる抗がんメカニズムが見られるだろうか? 見られるとすれば､そのメカニズムはマウスのような寿命の短い動物とどのように異なるのだろうか､ということを調べた｣と述べている｡
トカゲには特別な超能力がある｡鳥類は羽根を再生できるし､ほ乳類は皮膚を再生できる｡しかし､トカゲはしっぽのような構造全体を再生できるのだ｡このような違いはあっても､動物はすべてトカゲのような共通の祖先から進化してきたものだ｡アメリカ全体に広がっているトカゲのグループ､アノールは､ダーウィン･フィンチのように､様々な島や､大陸本土の様々な棲息地の条件に適応している｡現在では､その種は400を超える｡Arizona State University (ASU) の研究者は､パナマのSmithsonian Tropical Research Institute (STRI) を通じてパナマで採集した3種のトカゲと､アメリカ南東部で採集した1種のトカゲの系統樹を再構成し､トカゲのゲノムのDNAコード全体を他の動物と比較した｡その結果､松果体その他の内分泌腺のある間脳で､色覚､ホルモン､オスがメスを誘うために上下に揺らす喉袋などに関わる遺伝子の変化が起きており､それが種の境界を形成している可能性があることを突き止めた｡四肢の発達を調節する遺伝子も特に急速に進化している｡責任著者でASU School of Life Sciencesの教授を務めるDr. Kenro Kusumiは､｢リクガメのような爬虫類は何百万年もの間､ほとんど変わっていないが､アノール･トカゲは急速に進化しており､様々な形や行動の違いを生み出している｡今はゲノム全体をシーケンシングすることも低コストかつ容易になっており､今回の研究で急激な進化の分子遺伝学的証拠がつかめており､この進化こそが動物の棲む環境が異なればその身体にも著しい違いが生まれる理由かも知れない｣と述べている｡この研究は2018年2月1日付Genome Biology and Evolutionのオープンアクセス論文として掲載されており､｢Comparative Genomics Reveals Accelerated Evolution in Conserved Pathways during the Diversification of Anole Lizards (比較遺伝学研究によりアノール･トカゲの多様化の過程で保存経路の急速な進化が明らかに)｣と題されている｡Dr. Kusumi研究グループは､University of Arizona College of Medicine-Phoenixの同僚と共同で研究を続けており､爬虫類のゲノムが爬虫類の再生能力や様々な体形に発達する能力に及ぼす影響に特に関心を抱いている｡
遺伝環境論争は､ヒトが腸内に持っている通常有益な細菌群､マイクロバイオーム（微生物叢）の構成にまで広がっている｡研究に次ぐ研究でマイクロバイオームが私達の健康のほぼ全ての面に関わっていることが突き止められており､また､人それぞれに異なっているマイクロバイオームの構成が体重増加やその人の気分にまで関わっている可能性も示されている｡一部のマイクロバイオーム研究者は､このような個人差は遺伝子の違いから始まっているのではないかとしているが､イスラエルのWeizmann Institute of Scienceで行われた大規模な研究はこの遺伝子説に反証しており､さらにマイクロバイオームと健康の間には私達が考えている以上に重要な関係を示す証拠を提出している｡事実､その研究でも作業仮説としてマイクロバイオームの個人差に遺伝子が大きく関わっているのではないかと予想していた｡その仮説に従えば､遺伝子がマイクロバイオームの棲息する環境を決定し､さらに個々の環境がそこで繁殖する細菌種を決定するはずだった｡ところが､実際には宿主の遺伝はマイクロバイオームの構成にごくわずかしか関わっておらず､大人口で考えた場合､わずか2%程度の違いにしかならないことを突き止め､Weizmannの研究チームにとってはむしろ意外だった｡
肺再生研究を飛躍的に進める画期的な結果が、このたび、シンガポール科学技術研究庁（Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)）遺伝子研究所（GIS）と分子生物学研究所(IMB)との共同研究で得られた。彼らの研究は、肺に存在する特殊な幹細胞である末梢気道胚細胞（DASCs）が、損傷を受けた胚組織を新しい肺胞に取り換える機能を有する事を実証し、肺の再生研究に大きな基礎を築いた。この研究は2011年10月28日付けのセル誌に掲載された。肺は、インフルエンザや慢性閉塞成敗疾患（COPD）などの慢性呼吸器疾患を含む様々な肺疾患により損傷を受ける。
報いられない愛に苦しまない種はない｡しかし､アメリカのテキサス州在来種の個体全てがメスで無性生殖をすることで知られたカダヤシ属の淡水魚､アマゾン･モーリーは何千年も栄えてきた種である｡最近､この魚のゲノムシーケンス解析が完了しており､その性の生物学的基礎情報から学ぶことは多いのではないかと研究者は期待している｡テキサス州･メキシコ国境線に沿った淡水の河川はこの進化異常の種の棲息地になっており､この魚は自然の法則に反して受精なしで胚の発育と発達が起き､母親とまったく同一のクローンの娘だけができる単為生殖という自然の形式によって繁栄してきた｡Texas A&M University Hagler Institute for Advanced Study (HIAS) のFaculty Fellow､Dr. Manfred Schartlは､この魚の生殖がどのようにして通常の雌雄両性生殖から逸れたのか､またどのようにしてアマゾン･モーリーが種としてその過程を無事に通過したのかをより深く理解するため､世界で初めてアマゾン･モーリーと､この独特な魚をつくり出した元の親種のゲノムのシーケンス解析を完了した｡National Institutes of Healthの研究資金を受けて行われたこの研究の結果は､2018年2月12日付Nature Ecology & Evolutionオンライン版に掲載された｡このオープンアクセス論文は､｢Clonal Polymorphism and High Heterozygosity in the Celibate Genome of the Amazon Molly (アマゾン･モーリーの独身型ゲノムにおけるクローン多形性と高異型接合性)｣と題されている｡
マサチューセッツ州Woods HoleのMarine Biological Laboratory (MBL) 他の研究機関の共同グループの研究によると､ヤツメウナギの脊髄損傷自然治癒にかかわっている遺伝子の多くが哺乳動物の末梢神経系の修復でも大きく関わっている｡このことから､長期的に見れば､人間の脊髄損傷治療法向上のために同じ遺伝子を利用できるようになる可能性がある｡ 2018年1月15日付Scientific Reportsオンライン版に掲載された研究の著者の一人であり､MBL, Eugene Bell Center for Regenerative Biology and Tissue EngineeringのDirectorを務めるJennifer Morgan, PhDは､｢研究で､哺乳動物の末梢神経系の再生の原動力となる転写因子の中心部と大きくダブることが突き止められた｣と述べている｡
Scripps Research Institute (TSRI) とJanssen Research & Development (Janssen) の研究チームは､広いスペクトルのインフルエンザ･ウイルス株を中和する人工ペプチド分子を開発した｡ペプチドはアミノ酸の短い鎖であり､タンパク質と似ているがもっと小さくて単純な構造である｡この人工ペプチド分子はインフルエンザを標的とする医薬になる可能性を秘めている｡毎年､世界中で50万人がインフルエンザで亡くなっており､アメリカ経済にとって病気欠勤日と生産性の損失で年間何十億ドルもの負担になっている｡新しく開発されたペプチドは､アジア地域で何百人もの人に感染し､死者さえ出した鳥インフルエンザ株のH5N1や､2009年から2010年にかけて世界的に蔓延した豚インフルエンザのH1N1などを含め､世界的にもっとも一般的なグループ1のインフルエンザA型ウイルスの伝染力をブロックするものである｡同チームは､最近発見された､事実上すべてのインフルエンザA型株を中和できる｢スーパー抗体｣という酵素がウイルスを捕捉する結合部位を取り入れたペプチドを設計した｡抗体は大きなタンパク質であり､つくるのにはコストもかかり､人体への注入も注射か輸液で行わなければならない｡しかし､｢研究で開発されたペプチドは､将来的には錠剤タイプの医薬として利用できる可能性がある｣｡TSRIのHansen Professor of Structural Biologyで､共同主任研究員を務めるDr. Ian Wilsonは､｢私達の新しい研究成果が示すように､広いスペクトラムでウイルスを中和する大きな分子の抗体と基本的に同じことを小さな分子でやらせるというのは将来性のある楽しみな戦略だ｣と述べている｡この新しいペプチドに関する研究論文は､2017年9月27日付Science誌オンライン版にFirst Release論文として掲載されており､｢Potent Peptidic Fusion Inhibitors of Influenza Virus (インフルエンザ･ウイルスの融合阻害剤に有望なペプチド開発)｣と題されている｡このペプチド開発の基礎になった2つのインフルエンザ･スーパー抗体､FI6v3とCR9114はそれぞれ2011年､2012年に発見されており､それ以来､TSRIのDr. Wilson研究室は､Janssenその他の世界各国の構造生物学研究室と提携し､広いスペクトラムのウイルスを中和する抗体がどのようにインフルエンザ･ウイルスと結合するかを原子スケールでマップ化している｡ワシントン大学のデイビッド・ベイカー博士が率いる研究チームは、最近これらの抗体構造データを用いて抗体よりも小さくインフルエンザウイルスに同様に結合し、広範なインフルエンザウイルスを中和する新しいタンパク質を設計した。Janssenの科学者と共同でTSRIが新たに取り組んだのは、インフルエンザウイルスの標的領域を標的とするより小さな非タンパク質様分子の開発でした。研究チームは、分子設計と合成、ウイルス結合試験、および原子レベルの構造評価を数回実施した後、潜在的なインフルエンザ阻止分子としてよく機能する環状の「環状」構造を持つ4つのペプチドセットを開発しました。このペプチドは、実験室実験でこれらのウイルスによる感染を中和する強力な能力と同様に、広範な群1群のインフルエンザAウイルスに対して高い結合親和性を示した。対象とする第1群のインフルエンザA型ウイルスにはH1、H2、H5およびH6サブタイプが含まれる。このペプチドはまた天然タンパク質に見出されないアミノ酸構築ブロックを組み込みこれはそれらの環状構造と同様に、そうでなければ血流からペプチド薬物を迅速に除去することができる酵素に対して比較的耐性であった。 P7と命名された4つのペプチドの中で最も最適化されたものは、マウスまたはヒト血漿に曝露されたとき、またはマウスに注入されたときに数時間生存した。「これらのペプチドは、薬物のような安定性を有し、動物モデルにおける抗ウイルス効果のさらなる試験のための良い候補となり、」研究の共同筆頭著者である博士ラメシュワー・U・カダム、ウィルソン研究所の上級ポスドク研究員は語ります。Janssenの主任科学者Jarek Juraszekと一緒にいます。ペプチドは模倣するように設計された抗体と同様に、インフルエンザウイルスの主要エンベロープタンパク質赤血球凝集素の下部にある疎水性ステム溝と呼ばれる部位に結合する。この部位の分子構造は、ウィルスが宿主細胞に浸透して感染を開始させる形状シフトプロセスにおいて重要な役割を果たすので、インフルエンザ株の中ではあまり変化しない傾向がある。 Kadam博士の構造評価によりペプチドがこの形状変化を防止し、それによって宿主細胞の浸透を妨げることが見出された。「感染の第1段階を標的とする治療は、感染の後期段階を標的とする既存の抗インフルエンザ薬を補完するだろう」とカダム博士は述べた。これらのペプチドは、それらが基づく抗体として包括的にそれらのウイルス標的に結合しない。例えば、グループ2のインフルエンザA型ウイルスでは、標的部位の重要な部分を遮断する赤血球凝集素上の糖分子を追い払う、または回避するより嵩張る抗体の能力が欠けていた。しかしKadamはさらなる研究により1型および2型インフルエンザAおよびインフルエンザB型株でさえも活性を有するペプチドが得られる可能性があると述べた。「抗体についての構造情報を利用して、ほとんど同じ分子の結合親和性とインフルエンザウィルスに対する中和の幅を持つ分子を作ることができたのは画期的なことです」とカダム博士は述べています。ウィルソン博士は、このような小分子でもこのような結果を得ることができるとの懐疑的な意見がありましたが、この研究は可能であることを証明しています。紙の他の共著者はBoerriesブランデンブルク、クリストフ・バイック、ヴィム・シェペンズ、バート・ケストレイン、バート・ストープス、ロブ・ブリーケン、ジャン・バーモンド、ウーター・グーシャー、チャン・タング、ロナルド・ボーゲルズ、ロバート・フリーセン、ジャアップ・ガウズミットと共同シニア研究者マリア・バンましたDongen【BioQuick News：Scientists Develop Broad-Spectrum Peptide Inhibitors of Influenza Virus】
動物の複雑さを決定する遺伝子､人間をミバエやウニよりも複雑な生き物にしている遺伝子が初めて突き止められた｡ある動物の細胞が他の動物の類似の細胞よりもかなり複雑にできているということがあるのはなぜか､その秘密は特定のタンパク質と､そのタンパク質が細胞核内の動きを調節する能力にあるらしいことが明らかにされた｡イギリスのUniversity of Portsmouthの生化学者､Dr. Colin Sharpeと同僚研究者の研究論文は､2017年9月25日付PLoS One誌オンライン版に掲載されている｡このオープンアクセス論文は､｢Relating Protein Functional Diversity to Cell Type Number Identifies Genes That Determine Dynamic Aspects of Chromatin Organisation As Potential Contributors to Organismal Complexity (タンパク質の機能多様性を細胞タイプの数と関連させることで､クロマチン構成の動的状態を決定する遺伝子を生物複雑性の要因となる可能性を突き止める)｣と題されている｡Dr. Sharpeは､｢ほとんどの人が､ほ乳類､特に人間は虫やミバエよりも複雑だという考えにうなずくが､その理由をほんとうに知っている人はいない｡長年､私も他の者もその疑問が頭から離れなかった｡動物の複雑さを測る一般的な尺度の一つとして細胞の種類の数がある｡しかし､遺伝子レベルでどのようにして複雑な生命体が構成されるのかについてはほとんど分かっていない｡多細胞動物では遺伝子総数はわずかな違いしかなく､ゲノム中の遺伝子の数が動物の複雑さを決める因子とは考えられない｡そうすると､他の因子を考えなければならない｣と述べている｡Dr. SharpeとMRes学生のDaniela Lopes Cardosoは､人､マカーク･サルから線虫､ミバエまで9種の動物のゲノム解析データを大量に調査し､それぞれが遺伝子レベルでどれほどの多様性を持っているかを計算した｡その結果､少数のタンパク質が､他のタンパク質や細胞核内のDNAのパッケージであるクロマチンとの相互作用に優れていることに気づいた｡Dr. Sharpeは､｢その少数のタンパク質こそ､動物の複雑さの度合いが大きく異なる要因として考えられるようだ｡私達は､DNAに直接作用して他の遺伝子を調節する遺伝子を見つけられものと予想していたがそうではなかった｡実際にはクロマチンと相互作用する遺伝子を見つけたのだった｡この研究の結果から､特定のタンパク質が相互作用しあって細胞核中のクロマチンの構成を動的に調節する能力が高くなることが動物の複雑さの決めてであることが示唆されている｣と述べている｡
LSU Health New Orleans, Neuroscience Center of ExcellenceのBoyd ProfessorとDirectorを兼任するNicolas Bazan (photo), MD, PhDの率いる研究グループは､傷害や疾患に反応して細胞間情報伝達と神経炎症/免疫活動を同調させる､これまで知られていなかったクラスの化学物質を脳の中に見つけた｡このクラスの化学物質は､elovanoids (ELVs) と呼ばれ､オメガ3極長鎖多価不飽和脂肪酸 (VLC-PUFAs, n-3) で構成されている生理活性的な化学的伝達物質である｡
University of California, Berkeleyの研究グループは､CRISPR-Cas9遺伝子編集技術を細胞内に送り込む方法を新しく考案し､マウス･モデルを使って､筋肉衰弱の疾患であるデュシェンヌ型筋ジストロフィーを引き起こす突然変異を修復できることを確かめた｡この新研究では､デュシェンヌ型筋ジストロフィーのマウスにCRISPR-Goldと名付けられたCRISPR-Cas9輸送系を1回注射するだけで､対照グループに比べて突然変異遺伝子修復率18倍､筋力と敏捷性テストで2倍の成績を達成した｡この研究の共著者で､UC BerkeleyのMolecular and Cell BiologyとChemistryの教授を兼任するDr. Jennifer DoudnaとMax Planck Institute for Infection Biology所属のEmmanuelle Charpentierが､2012年にCas9タンパク質を転用して､安価､正確かつ使いやすい遺伝子編集技術を開発して以来､研究者は､CRISPR-Cas9を基礎とした治療法が遺伝病の治療に革命をもたらすのではないかと期待している｡しかし､遺伝病治療法の開発は､医学界でも依然として難問のままである｡それというのも､遺伝病のほとんどは､疾患の原因となる遺伝子の突然変異を正常なシーケンスに回復することでしか治療できず､従来の治療法ではそれは不可能だからである｡しかし､CRISPR/Cas9なら､突然変異したDNAを切断し､相同組換えDNA修復を開始することで遺伝子突然変異を修復できるのである｡ただし､このCRISPR-Cas9ベースの治療法を実現するためには､Cas9､Cas9を特定の遺伝子に導くガイドとなるRNA､ドナーDNAなど必要な材料を安全に細胞に送り届ける手段を開発しなければならない｡CRISPR-Cas9を細胞に送り込む一般的なテクニックとして､ウイルスを用いる方法があるが､その方法にもいくつも厄介な問題がある｡このCRISPR-Goldの場合にはウイルスを必要としない｡BerkeleyのバイオエンジニアリングのNiren Murthy､Irina Conboy両教授の研究室の指導で行ったこの新研究では､金のナノ粒子を主要材料とするCRISPR-Goldという新しい手法で､Cas9という､DNAに結合切断するタンパク質､ガイドRNA､ドナーDNAをともに生体の細胞に送り込み､遺伝子突然変異を修復できることを実証している｡「CRISPR-Goldは、ウイルスを使用せずに、遺伝子変異を修正するために必要なCRISPRコンポーネントのすべてを提供することができる送達手段の最初の例です」とMurthy博士は言います。この研究は、Nature Biomedical Engineeringの2017年10月2日にオンラインで公開されました。この論文は、「Cas9リボ核タンパク質のナノ粒子送達およびインビボでのドナーDNAはホモロジー指向DNA修復を誘導する」と題されている。CRISPR-Goldは、ホモロジー指向修復と呼ばれるプロセスによってDNA突然変異を修復する。科学者たちは、突然変異を認識し、DNAを突然変異を是正するRNAガイドであるCas9タンパク質と同じ場所と時間で活動する必要があるため、相同性指向修復ベースの治療法の開発に苦労している。これらの課題を克服するために、Berkeleyの科学者は、これらの成分をすべて一緒に結合する配送容器を発明し、その容器が多種多様な細胞型の中にあるときにそれらを放出し、相同性指向修復を誘発する。 CRISPR-Goldの金ナノ粒子はドナーDNAをコートしCas9にも結合します。マウスに注射すると、それらの細胞はCRISPR-Goldのマーカーを認識し、その後送達容器を輸入します。その後、一連の細胞機構を介して、CRISPR-Goldが細胞の細胞質に放出され、分解され、急速にCas9とドナーDNAが放出されます。Duchenne筋ジストロフィーをモデルとしたマウスの筋肉組織へのCRISPR-Goldの単回注射は、疾患を引き起こすジストロフィン遺伝子の5.4％を野生型または正常な遺伝子配列に回復させた。この補正率はCas9およびドナーDNA単独で処置したマウスよりも約18倍高かったが、0.3％の矯正率しか経験しなかった。重要なことに、研究者らは、CRISPR-Goldがジストロフィンの正常な配列を忠実に回復したことを指摘している。これは遺伝子の欠損部分のみを取り除き、短くして病気をより軽度の疾患に変換する。CRISPR-Goldはまた、筋肉が正常に機能しない病気の特徴である組織線維症を軽減することができ、Duchenne筋ジストロフィーを有するマウスにおいて強度および敏捷性を向上させた。 CRISPR-Gold処置マウスは、コントロールを注射したマウスと比較してマウスの強さおよび敏捷性に関する共通の試験において、吊り時間において2倍の増加を示した。「これらの実験は、CRISPR成分のすべてを同時にカプセル化できるナノ粒子を単に開発することによって、相同性指向修復のプロセスを介して遺伝子突然変異を安全に矯正できる非ウイルスCRISPR治療法を開発することが可能であることを示唆している」Murthy博士前記。この研究は、Cas9タンパク質送達に対するCRISPR-Goldのアプローチが、毒性に加えて、このDNA切断酵素の連続発現によるCas9の副作用を増幅するCRISPRのウイルス送達よりも安全であることを見出した。研究チームがCRISPR-Goldの遺伝子編集能力をマウスで試験したところ、CRISPR-GoldはDNA損傷を最小限に抑えながらDuchenne筋ジストロフィーを引き起こすDNA変異を効率的に是正することが分かった。研究者らは、CRISPR-Goldの標的外DNA損傷を定量化し、CRISPRに曝露されなかった典型的な細胞（0.005-0.2％）における典型的なDNA配列決定エラーの損傷レベルと類似の損傷レベルを見出した。可能な免疫原性を試験するために、CRISPR-Gold注射の24時間後および2週間後にマウスの血流サイトカインプロフィールを分析した。 CRISPR-Goldは、複数回の注射または体重減少後の血漿中の炎症性サイトカインの急激なアップレギュレーションを引き起こさず、CRISPR-Goldを安全に複数回使用することができ、筋肉における遺伝子編集の治療ウインドウが高い組織。「CRISPR-Gold、より広義には、CRISPRナノ粒子は、遺伝子編集ツールのより安全で正確に制御された送達のための新しい道を開く」とDr. Conboyは語った。 「最終的に、これらの技術は、デュシェンヌ型筋ジストロフィー症や他の多くの遺伝病の新薬に発展する可能性があります。CRISPR-Goldがヒトの遺伝病の有効な治療法であるかどうかを識別するための臨床試験が必要となるでしょう。研究の共著者であるKunwoo LeeとPark Hyo Minは、CRISPR-Gold技術を人間に翻訳することに重点を置いている新興企業GenEdit（Dr. MurthyがGenEditに所有権を持つ）を結成した。 Murthy博士とConboy博士の研究室では、CRISPRを血流から組織に送達し、成体幹細胞を優先的に標的とする次世代の粒子にも取り組んでいます。これは、幹細胞と前駆細胞細胞は遺伝子編集、自己複製および分化が可能である。「遺伝病は致命的な死亡率と罹患率を引き起こし、それらを治療する新しい戦略が大いに必要とされている」とDr. Murthyは述べた。 「CRISPR-Goldは、Cas9タンパク質、ガイドRNA、ドナーDNAの非ウイルス性送達を介してインビボで病気の原因となる遺伝子変異を修正することができ、遺伝病の治療薬として発展する可能性がある」と語った。CRISPR-Goldは、一本鎖ドナーDNAとハイブリダイズし、続いてCas9と複合体を形成し、かつそのエンドソームを破壊するポリマーによってカプセル化された、チオール修飾オリゴヌクレオチド（DNA-チオール）にコンジュゲートした15ナノメートルの金ナノ粒子からなる細胞。（画像クレジット：Murthy / Conboy / Nature Biomedical Engineering）【BioQuick News：CRISPR-Gold Delivery Vehicle for CRISPR-Cas9 Fixes Duchenne Muscular Dystrophy Mutation in Mouse Model】
台湾や沖縄でハブと呼ばれるクサリヘビ科のヘビにかまれると一生障害が残ることもあり､場合によっては死に至ることもある｡しかし､その毒に関しては依然として謎のままである｡毒の組成は非常にばらつきがあり､同腹仔の間でさえ異なっていることがある｡また､この毒素の混合物は何世代もかけて変化してきた｡2017年9月27日付Genome Biology and Evolutionのオンライン版に掲載されたこの研究論文は､ヘビ毒の進化の解明を進めている｡この研究グループは､初めてハブのゲノム･シーケンスを解析し､タイワンハブ (Protobothrops mucrosquamatus) のゲノムを近縁種､サキシマハブ (Protobothrops elegans) のゲノムと比較した｡この論文は､｢Population Genomic Analysis of a Pitviper Reveals Microevolutionary Forces Underlying Venom Chemistry (ハブの集団ゲノム解析で､ハブ毒化学組成の小進化駆動力を解明)｣と題されている｡沖縄県庁の統計によれば､過去1年間に沖縄だけで50件をヘビ咬傷事故が起きており､世界保健機関 (WHO) によれば､世界全体では年間81,000人から138,000人がヘビに咬まれて亡くなっている｡特に発展途上国や農村地域は毒蛇に出会うことも多く､一方で医療機関も少ないため､ヘビの咬傷は重大事になりやすい｡そのような地域では効果的な抗毒素を開発することが住民の生死を分ける結果になる｡この研究論文の首席著者で､Okinawa Institute of Science and Technology (沖縄科学技術大学院大学､OIST) のEcology and Evolution Unit (生態･進化学ユニット) の准教授､Dr. Alexander Mikheyevは､｢長年､ヘビ毒は急速に進化することが知られていた｡その理由としてもっとも一般的に言われているのが自然淘汰だった｡しかし､それだけがこの進化駆動力ではないのではないかと疑問視する根拠がある｣と述べている｡OISTとOkinawa Prefectural Institute of Health and Environment (沖縄県衛生環境研究所) の研究グループは､タイワンハブと､沖縄の侵入種になっているサキシマハブの標本30種からヘビ毒と軟組織のサンプルを採取し､ヘビ毒遺伝子のシーケンス全体をマップ化した｡その結果､ヘビ毒の進化には複数の要因が関わっていることが示されている｡ヘビ毒の化学組成の進化を理解するためには､その冗長性を理解することが不可欠である｡多発型航空機ではエンジン一つが故障しても飛び続けることができる｡ヘビ毒も複数システムを備えており､どれか一つが故障してもヘビが生存を続けられるように保証している｡ヘビ毒はタンパク質と微小な有機分子で構成されており､獲物を咬むことで獲物の血圧や血液凝固など重要な生理系を複数箇所で攻撃する｡ヘビ毒の構成分子の一つが十分に効果を発揮しなかった場合でも他の分子が効果をもたらしてくるのである｡
2017年10月18日､フロリダ州オーランドで開催された2017年American Society of Human Genetics (ASHG) 年次会議においてプレゼンテーションのあった研究によると､ヒト･ゲノム中のノンコーディングDNAの大きなセグメントが重複されてきたことが人間と他の霊長類との違いを生んだ可能性がある｡調節塩基配列を含むこのような重複と人間の特徴と行動に及ぼすその影響を突き止めれば人間の疾患の遺伝的要因が説明できるようになる可能性がある｡この研究の報告を行ったPaulina Carmona-Mora, PhD､Megan Dennis, PhDや同僚研究者らUniversity of California, Davisの研究グループは､ヒト･ゲノムにはあっても他の霊長類やその他の動物に見られない､1,000塩基対以上の長さのDNAセグメントの反復というヒト固有の重複 (HSD) の履歴を調べた｡また､その研究では､遺伝子コードを持たず､他の遺伝子の発現を調節するだけのHSD領域に注目した｡
フロリダ州オーランド市で開催された2017年American Society of Human Genetics (ASHG) 年次会議の10月19日には､世界の遺伝学専門家を対象とした意見調査が発表され､ヒトのゲノム編集について一般社会と意見の一致するところもあれば異なるところもあるという結果が明らかにされた｡Stanford Center for Biomedical EthicsのCertified Genetic Counselorを務めるProfessor Kelly Ormond, MSがこの調査結果発表を行った｡
ドイツのRuhr-Universität Bochum, burn unitとイタリアのUniversity of Modena, Center for Regenerative Medicineの医療チームは､遺伝疾患で広範な皮膚の損傷を受けている児童に遺伝子組み換え幹細胞から増殖した皮膚を移植し､治療に初めて成功した｡少年の症状はいわゆる” butterfly child”と呼ばれる遺伝性の表皮水疱症に苦しんでおり､表皮の約80%が損傷を受けるひどい状態だった｡既存の治療法がすべて失敗したことから､Bochumの医療チームは実験的な治療を施してみることにした｡
University of Cambridge (UK) の研究者が行った新研究は､ヒツジが写真からでも人間の顔を認識でき､また事前の訓練なしに飼い主の写真を識別できるとしている｡2017年11月8日付Royal Society: Open Scienceオンライン版に掲載されたこの研究は､ヒツジの認識能力を観察するために行っているいくつかの実験の一つである｡このオープンアクセス論文は､｢Sheep Recognize Familiar and Unfamiliar Human Faces from Two-Dimensional Images (ヒツジが平面画像で見慣れた人と見慣れない人の顔を識別)｣と題されている｡ヒツジは比較的脳も大きく､また寿命も長いため､ハンチントン病など神経変性疾患の動物モデルに適している｡また､顔を認識する能力は人間のもっとも重要な社会的能力の一つである｡見慣れた人の顔をたやすく認識できるし､見慣れない人の顔でも画像を繰り返し見せられれば認識できるようになる｡ヒツジもイヌやサルなどと同じように社会性動物であり､他のヒツジだけでなく､見慣れた人も認識できる｡ただし､ヒツジが顔貌情報を処理する全体的な能力についてはほとんど知られていない｡University of CambridgeのDepartment of Physiology, Development, and Neuroscienceの研究チームは8頭のヒツジを訓練し､コンピュータ･スクリーンに表示された4人の有名人の肖像写真を認識させる試みを行った｡4人の有名人にはFiona Bruce､Jake Gyllenhaal､Barack Obama､Emma Watsonを選んだ｡その訓練では､ヒツジが特別設計の囲いを歩き回るようになっており､囲いの一方の端に置かれた2台のコンピュータ･スクリーンに2つの写真が映写されている｡スクリーン近くに設定された赤外線ビームを自分の体で遮ることで有名人の写真を選択すると報酬の餌が与えられるようになっているが､もし､間違った写真を選ぶとブザーが鳴るだけで報酬の餌は出てこない｡何度も繰り返すうちにヒツジは有名人の顔を報酬と結びつけることを覚えた｡この訓練が済んだ後でヒツジに2枚の写真を見せた｡一つは有名人の顔､もう一つはそれ以外の人の顔で､ヒツジは10回のテストのうち8回まで見覚えた有名人の顔を選んだ｡これらの最初のテストでは、羊は正面から顔を見せましたが顔をどれだけうまく認識しているかをテストするために次に顔を斜めに見せました。予想どおり羊の性能は低下しましたが人間がその作業を実行したときに見られるものに匹敵する約15％だけでした。最後に研究者は羊が事前訓練をせずに写真からハンドラーを認識できるかどうかを調べた。ハンドラーは通常羊と一緒に1日2時間を過ごすので羊は彼らに非常に精通しています。ハンドラーの肖像写真が有名人の代わりにランダムに散在したとき羊は10回のうち7回の顔の上でハンドラーの写真を選んだ。この最終作業の間研究者は興味深い行動を観察した。言い換えれば羊は初めてこのハンドラーの写真イメージを見たときにこの人のイメージを見たことがなかった。羊は最初に（馴染みのない）顔をチェックしハンドラの画像、そして次に慣れ親しんだ顔を再び決定する前に慣れ親しんでいない顔をハンドラの中から選択します。「羊と一緒に働く時間を費やした人は、彼らが自分のハンドラを認識できる個性的な動物であることを知っています」と研究を率いたジェニー・モートン教授は言う。 「私たちの研究では、羊は人間やサルのものに匹敵する顔認識能力を発揮していることが示されています。「羊は長く生きておりサイズや複雑さがいくつかのサルのものと似ています。つまり、ハンティングトン病などの脳の障害を理解するのに役立つモデルです。私たちの研究は、ハンチントン病を引き起こす遺伝子突然変異を持つ羊においてこれらの能力がどのように変化するかをモニターする別の方法を提供してくれます。モートン教授のチームは最近ハンチントン病を引き起こす突然変異を持つように遺伝子組み換えされた羊の研究に着手した。ハンチントン病は、英国の6,700人を超える人々に影響を与えています。それは典型的には成人期に始まる治癒不可能な神経変性疾患である。当初、この病気は運動協調、気分、人格、および記憶ならびに顔の感情を認識することの障害を含む他の複雑な症状に影響を及ぼす。結局、患者は発語や嚥下、運動機能の喪失に苦しみ、比較的早い時期に死亡する。この病気の治療法は知られていませんがその症状を管理する方法はありません。この研究は、ハンチントン病に関連する生物医学研究を支援する米国の慈善団体であるCHDI Foundation、Inc.によって支援されました。【BioQuick News：Sheep Can Recognize Human Faces from Two-Dimensional Images】
膵臓がんは致命的であり､生存期間中央値は6か月未満である｡また､診断後5年生存する膵臓がん患者は20人に1人しかいない｡そのように致命的な原因はこのがんの狡猾さにある｡がん細胞は身体の奥深くに隠れており､がんが他の器官に広がってしまう末期になるまでどんな症状も示さないのである｡University of Pennsylvaniaが中心になって行った研究チームの研究により､将来的には奥深く隠れている転移性がん患部でさえも根こそぎしてしまう治療法の有望な標的が示されている｡研究チームが膵臓がんのマウスでこのタンパク質をエンコードしている遺伝子を削除したところ､マウスは長生きし､他の器官へのがん転移が減ったとしている｡ University of Pennsylvania, School of Veterinary MedicineのChair of the Department of Biomedical Scienceで､論文の首席著者を務めたDr. Ellen Puréは､｢このタンパク質を標的にすることで原発腫瘍に大きな変化があるものと期待していた｡確かに原発腫瘍の進行に遅れは出たが､もっと大きな変化は転移にあった｡このタンパク質はドラッガブルな標的のように見えており､今後さらにフォローアップ研究を続けることで患者に役立つ新薬に結びつく可能性がある｣と述べている｡Dr. Puréは､Penn VetのAlbert Lo､Elizabeth L. Buza､Rachel Blomberg､Priya Govindaraju､Diana Avery､James Monslow各Dr.､Taipei Veterans General HospitalおよびNational Yang-Ming University School of Medicine所属のDr. Chung-Pin Li､TaipeiのAcademia Sinica Genomics Research Center所属のDr. Michael Hsiaoらと共同研究を進めた｡その研究結果は2017年10月5日付のジャーナル､｢Clinical Investigation Insight｣オンライン版に掲載されている｡このオープンアクセス論文は､｢Fibroblast Activation Protein Augments Progression and Metastasis of Pancreatic Ductal Adenocarcinoma (線維芽活性化タンパク質が膵管腺がんの進行と転移を増大させる)｣と題されている｡ Dr. Puréと同僚の研究チームは､がん生物学について理解を深め､医薬の可能性を広げていくため､研究の分野も､分離したがん細胞の研究からがん細胞と周辺正常細胞との間の相互作用の全容まで昨今ますます広がってきている｡いわゆる｢腫瘍微環境｣の研究から､腫瘍を取り囲んでいる一見｢正常な｣ストローマ細胞と呼ばれる組織も､様々な因子によって､がんの成長を阻害したり､許したり､さらには促進することさえあることが明らかになってきた｡間質は、がんが増殖する「土壌」と呼ばれることもあります。適切な条件は、腫瘍の成長を可能にするか、またはそれを根絶することを妨げる。「腫瘍細胞を採取して正常な間質に置くと、典型的には腫瘍の増殖を抑制する」と、新生細胞を制御不能にして最終的に転移させるためには、間質性が必要です。間質が腫瘍許容性であるか否かには多くの要素が寄与するが、重要であることが示されているものは組織の密度および剛性である。間質は腫瘍細胞に保持され、一方ではそれらの増殖を妨げるが、他方では、再編成され、密に詰まったまたは密度の高い間質は腫瘍増殖を促進し、免疫細胞または薬物が腫瘍自体に達するのを困難にする。腫瘍微小環境の役割に関する以前の研究で、Dr.Puréらは、線維芽細胞活性化タンパク質（FAP）と呼ばれるタンパク質分裂酵素である間質の物理的性質を形成する役割を果たすタンパク質を発見しました。研究者らは、2016年の刊行物において、中程度の大きさのコラーゲンを分解可能な断片に切断することによって、この酵素が間質細胞外マトリックスの主要成分であるコラーゲンを消化することを実証した。間質のこのFAP依存性代謝回転は、腫瘍増殖を増強する。チームが肺および大腸癌のマウスモデルにおいてFAPを欠失または阻害すると、マトリックス材料の蓄積をもたらし、消化されていないコラーゲンが腫瘍を抑制し、適切な血液供給を受けないために腫瘍増殖を阻害した。「コラーゲンは、腫瘍の微小環境の中でもっと理解しなければならないものです。」とDr.Puréは言いました。 「現在のコラーゲンの量だけだと多くの人が考えていますが、それは複雑であり、建築と構造が重要な役割を果たすことを示しています。現在の研究では、FAPを調節することが原発腫瘍の成長を阻害するかどうか、そして重要なことに、他の器官組織を作る際に役割を果たすかどうかを調べるために、結合組織によって支配される腫瘍型である膵臓癌転移病変の影響をより受けやすい。第1に、研究者らは、ヒト患者由来の組織試料を調べ、FAPレベルが予後と相関することを見出した。それらの間質細胞における高レベルのFAP発現を有する患者は、より低いFAPレベルを有する患者と比較して、より短い生存期間を有した。膵臓癌のマウスモデルにおいて、FAP発現を無効にすると、疾患の発症が5週間遅れ、動物の全生存期間が36日延長された。FAPが疾患の経過にどのように影響を与えたかを調べると、FAPが枯渇した腫瘍は壊死の徴候、細胞死の一形態、白血球の浸潤の徴候が多く、FAPは通常、腫瘍を制御する。おそらく、FAPの発現を廃止することのより重要な効果は、膵臓から他の器官への癌の広がりを減少させることであった。「転移を促進するためにFAPが重要であることを我々が示したのはこれが初めてです。 「FAPを薬物で標的化することにより、腫瘍細胞を受け入れる準備が整っていないことがわかっている遠位組織を治療することによって、がんの広がりを遅らせることができます。これは、転移前のニッチを治療することと呼ばれる現象です。希望。今後の研究では、Puré博士のグループは、FAPのどの面が病気の進行を促進するのかを絞り込んでいきます。そのタンパク質切断活性の阻害剤は既に存在しているため、癌を引き起こす役割を担っていることが判明すれば、ヒト療法への道が魅力的になるかもしれません。【BioQuick News：Blocking Fibroblast Activation Protein (FAP) in Normal Cells May Impede Pancreatic Cancer, Penn Vet Team Shows】
University of Colorado (UC) Boulderの研究チームは､身体の自己組織攻撃の原因となるタンパク質を阻害する有望な薬物に似た化合物を発見した｡この化合物はいつかリューマチ様関節炎その他の自己免疫疾患の治療に一大改革をもたらすかもしれない｡ 2017年11月20日付Nature Chemical Biologyに掲載された研究論文の筆頭著者で､BioFrontiers Instituteの生化学教授を務めるDr. Hang Hubert Yinは､｢私達は､このタンパク質を休眠状態に閉じ込めるカギを見つけた｡これはパラダイム･シフトになる可能性もある｣と述べている｡この論文は､｢Small-Molecule Inhibition of TLR8 Through Stabilization of Its Resting State (TLR8休眠状態の安定化でその働きを阻害する低分子)｣と題されている｡リューマチ様関節炎､強皮症､あるいは過剰な免疫反応が痛み､炎症､皮膚疾患その他の慢性的な健康障害を引き起こす全身性紅斑性狼瘡など自己免疫疾患に悩むアメリカ国民は2,350万人を超える｡ アメリカ国内でもっとも売れている医薬5品目のうち3品目までが自己免疫疾患の症状緩和を目的としている｡しかし､自己免疫疾患を完治させる治療法はなく､対症療法も高価なうえに副作用がある｡Dr. Yinは､｢この疾患の患者が多いことから代わりの治療法の研究もよく行われている｣と述べている｡長年､研究者は､Toll様受容体8 (TLR8) と呼ばれるタンパク質が先天免疫反応に重要な役割を果たしているのではないかと疑っていた｡TLR8はウイルスや細菌の存在を感知するといくつかの段階を経て受動状態から能動状態に変化し､侵入異物を撃退するために一連の炎症シグナルを送り出す｡しかし､Dr. Yinの述べるように､｢反応も過剰になると疾患を引き起こすため､いわば両刃の剣｣になる可能性がある｡
小学校で遺伝の意味を教えるのにもっとも手近に用いられるのが生徒の耳たぶの形を親の耳たぶの形と比べなさいというもので､主として耳たぶ下端の線が滑らかに側頭部につながっている密着型と､側頭部から出て垂れ下がっている分離型とがある｡この比較は優性遺伝子と劣性遺伝子について教えるもので､簡単なことのようだが､実はそれほど簡単なことではない｡University of Pittsburgh (Pitt)のGraduate School of Public HealthとSchool of Dental Medicineが中心になって進め､2017年11月30日付American Journal of Human Geneticsオンライン版に掲載された新研究は､この耳たぶの遺伝ははるかに複雑で､耳たぶの密着度については少なくとも49個の遺伝子の相互関係が関わっていることを明らかにした｡この研究論文の筆頭著者で､Pitt Public HealthのDepartment of Human GeneticsとPittのSchool of Dental MedicineのDepartment of Oral Biologyで准教授を務めるJohn R. Shaffer, Ph.D.は､｢かなりシンプルな形質が遺伝的には非常に複雑だということが時々ある｡その複雑さを理解すれば､遺伝疾患の治療への手がかりが得られるのではないか｡そういう遺伝的疾患の中には､モワットウィルソン症候群のように､耳穴を覆うような耳殻や突き出した耳たぶなど､独特の顔貌を特徴とするものがある｣と述べている｡この研究は､イギリスと中国の研究者の国際的な共同作業で行われ､アメリカの個人遺伝学企業､23andMe Inc.のデータも使っている｡この論文の首席著者で､PittのDepartments of Oral Biology and Human Geneticsの准教授を務めるSeth M. Weinberg, PhDは､｢この共同作業の優れたところは､大きなサイズのサンプルが得られただけでなく､異なる民族間の参加があり､遺伝学的情報に深みが加わったという点が挙げられる｣と述べている｡AJHGオープンアクセス論文として掲載されたこの研究は､｢Multiethnic GWAS Reveals Polygenic Architecture of Earlobe Attachment (多民族ゲノムワイド関連解析研究で耳たぶ密着度の多遺伝子構造解明)｣と題されている｡
2017年10月2日､Karolinska InstitutetのNobel Assemblyは､2017年ノーベル生理学医学賞を｢概日リズムを制御する分子的仕組みを発見｣したJeffrey C. Hall､Michael Rosbash､Michael W. Youngの3氏に授与すると決定した｡Jeffrey C. Hallは､1945年､アメリカのニューヨーク生まれ｡1971年にワシントン州シアトル市のUniversity of Washingtonから博士号を授与され､1971年から1973年までカリフォルニア州パサディナ市のCalifornia Institute of Technologyでポスドク研究員の地位にあった｡
ナトリウムMRIという造影検査法を使って偏頭痛患者を調べた初の研究で､偏頭痛患者は健康な人に比べて脳脊髄液中のナトリウム濃度がかなり高いという結果が出た｡この研究結果は､2017年11月26日から12月1日までシカゴで開かれていたRadiological Society of North America (RSNA) 年次大会の11月28日でプレゼンテーションがあった｡ 偏頭痛は頭痛の一種で､激しい頭痛や時には吐き気､吐瀉などの症状を特徴としており､女性の18%､男性の6%がこの障害に悩む比較的多い頭痛障害である｡偏頭痛患者の中には視覚異常や､アウラと呼ばれる身体症状を経験する者もいる｡しかし､偏頭痛の特徴や発作のタイプは患者ごとに様々で､診断は難しい｡そのため､偏頭痛と確定されず､治療を受けないままの患者も多い｡逆に､もっと一般的な緊張性頭痛などでありながら､偏頭痛の投薬を受ける患者もいる｡ この研究論文の著者､ドイツのハイデルベルクのUniversity Hospital Mannheim and Heidelberg University, Institute of Clinical Radiology and Nuclear MedicineのMelissa Meyer, MD, Radiology Residentは､｢偏頭痛の診断を助けるか､あるいはむしろ偏頭痛を発見し､偏頭痛と他のあらゆるタイプの頭痛とを判別する診断ツールがあれば非常にありがたい｣と述べている｡Dr. Meyerの研究チームは､偏頭痛の診断と理解を助ける手段として､脳脊髄液ナトリウムMRIという磁気共鳴造影法を採用した｡MRIは原子中の陽子を利用して画像をつくり出すのが普通だが､ナトリウム原子も画像化できる｡これまでの研究で､脳の化学反応にナトリウムが重要な役割を果たしていることが示されている｡
生活年齢に比べて肌が若く見える人がいる｡クリーム､ローション､薬液注射､外科手術などでこのように若々しい肌を実現しようとする人は多いが､2017年11月14日付Journal of the American Academy of Dermatologyオンライン版に掲載された新しい研究論文は､このように若々しくみずみずしい肌は、特定の遺伝子発現の高さがカギになっているようだとしている｡JAADの研究論文は､｢Age-Induced and Photoinduced Changes in Gene Expression Profiles in Facial Skin of Caucasian Females Across 6 Decades of Age (白人女性の顔面皮膚の遺伝子発現プロフィールの60年間にわたる加齢性および感光性変化)｣と題されている｡Beth Israel Deaconess Medical Center, Harvard Medical Faculty Physiciansのdermatologistであり､PresidentとCEOを兼任するAlexa B. Kimball, MD, MPHは､Massachusetts General Hospital所属期にこの研究を進めており､研究論文の筆頭著者を務めている｡同氏は､この論文で､｢これは持って生まれた遺伝子の問題ではなく､生活している間にどの遺伝子がオンになり､どの遺伝子がオフになるかということである｡加齢に影響を受ける様々な皮膚のプロセスを突き止めており､生活年齢より若く見える女性に特有の遺伝子発現パターンを発見した｣と述べている｡ 老化する皮膚の包括的なモデルをつくるため､Dr. Kimballの研究チームは､20歳から74歳までの白人女性158人の日光にさらされた皮膚 (顔面と前腕) と日光から守られていた皮膚 (臀部) から､分子レベル､細胞レベル､組織レベルのデータを集め､総合した｡研究の一環として､生活年齢より若く見える女性に共通の遺伝子発現パターンを探した｡顔面の皮膚の外見をデジタル写真で撮影し､分析した｡また皮膚のサンプルを解析処理し､遺伝子型判定のために唾液のサンプルを採取した｡解析の結果､20代から70代の間に酸化ストレス､エネルギー代謝､老化､皮膚バリアなどに関するパスウェイに急速な変化があることが分かった｡このような変化は60代から70代にかけて加速される｡日光にさらされた皮膚と日光から守られていた皮膚のサンプルを比較した結果､特定の遺伝子変化は光老化による可能性が考えられた｡この研究で若く見えた女性の遺伝子発現パターンは､実際に生活年齢で若い女性の遺伝子発現パターンとよく似ており､生活年齢より若く見える女性達は､DNA修復､細胞複製､酸化ストレスに対する応答､タンパク代謝などの基礎的な生物学的プロセスに関わっている遺伝子の活動が活発化していたのである｡
人間の脳を特別なものにしている分子レベルの秘密を解明しようとして､多くの研究者が､何千年もの間の進化を促してきたプロセス､認知発達に重要な役割を果たした遺伝子などの解明に取り組んできた｡さらには人間の体内時計を制御している遺伝子が､脳の進化に重要な人間固有の遺伝子の働きを調節する役割も引き受けていることを示す新しい研究が発表され､この分野に新しい知見が生まれている｡University of Texas (UT) Southwestern, O’Donnell Brain Instituteの研究結果は､脳の機能や､ニューロンが脳の中で所定の位置を見つけるプロセスにCLOCK遺伝子のつくるCLOCKタンパク質が関わる仕組みを解明する道筋を示している｡UT Southwestern, Peter O’Donnell Jr. Brain Institute所属の神経科学者､Dr. Genevieve Konopka (写真) は､｢特に人間のよく折りたたまれた大型の脳に関して､その進化に重要な遺伝子が研究課題になっている｡私達は､CLOCKが概日リズム以外にも様々な遺伝子を調節しているという証拠を見つけており､人間の脳の発達と進化にとって重要な分子的経路の序列の中のキーポイントとして位置づけることができる｣と述べている｡人間の脳は､人間に最も近い生物のチンパンジーと比べてもはるかに大きい｡しかし､脳の認知能力は大きさだけでは決まらず､クジラやイルカなどの哺乳動物は人間より大きい脳を持っている｡そのため､人間の脳が他の動物より賢い原因を解明しようと努めてきた｡Dr. Konopkaの研究は新皮質という領域に焦点を当てた｡新皮質は皮質の中ではもっとも新しく進化した部分と考えられており､独特な折り畳みが特徴で､視覚や聴覚に関連した領域である｡2012年､Dr. Konopkaの研究室は､他の霊長目の脳に比べると､人間の脳の新皮質ではCLOCKの発現が増大していることを突き止めたとする研究を発表した｡さらにこの研究結果は､これまで概日リズム機能の中心とは考えられていなかった神経領域で体内時計タンパク質が何をしているのか､という疑問を生んだ｡2017年12月1日付Genes & Developmentオンライン版に掲載されたこの新研究はいくつかの答を示しており､CLOCKは､脳の進化に重要な一組の遺伝子群を調節しており､他の霊長目と比べると､遺伝子の発現する位置やその度合いに違いがある｡また､CLOCKは､認知障害と関連する遺伝子を調節しており､人間の脳の神経細胞移動にも重要な役割を果たしている｡この神経細胞移動は､脳内の他の部分でつくられたニューロンがそれぞの所定の神経回路に移動するプロセスである｡この神経細胞移動に問題が起きると様々な認知障害が起きる｡Genes & Development誌掲載のこの研究は､｢Novel Transcriptional Networks Regulated by CLOCK in Human Neurons (人間のニューロン中でCLOCKが調節する新発見の転写制御ネットワーク)｣と題されている｡
世界的にがんの発生率が上昇していることはよく知られており､また､特定の人口集団や地理的位置で他よりもがんの発生率が高いらしいことも知られている｡University of Cyrpus Medical Schoolの研究者､Konstantinos Voskarides, PhDは､｢デンマークやノルウェーのように気温の非常に低い地域の人口は世界的にもがん発生率のもっとも高い地域の一つだ｣と述べている｡彼は､2017年12月5日付Molecular Biology and Evolutionオンライン版に掲載された新論文で新しい仮説を提出しており､それによると､寒冷地や高高地など極端な環境条件への適応とがん発生率上昇との間に進化論的な関係があるとしている｡Dr. Voskaridesは､｢この研究結果で､極端な環境に有利な遺伝的変異体が同時にがんにかかりやすい原因になっているという証拠が示されている｡低温や高高度などに耐性を持つ細胞がおそらく悪性化する確率も高くなるのだろう｡このような効果は､ほとんどのがんは､子供も生まれてしまったくらいの年齢で発症するため､自然淘汰で取り除かれることはまずない｣と述べている｡この論文は､｢Combination of 247 Genome-Wide Association Studies Reveals High Cancer Risk As a Result of Evolutionary Adaptation (247件のゲノムワイド関連研究を総合し､適応進化の結果としてのがんリスク増大を究明)｣と題されている｡
細胞外微小胞（extracellular microvesicles）に抗体様RNAナノ粒子を結合させることで、低分子干渉RNA (siRNA) など効果的なRNA薬剤を選択的にがん細胞に向けて送り込めることが新しい研究で示されている｡研究チームは動物モデルの3種のがんを対象に､RNAナノテクノロジーを用いて､この実験にRNAナノ粒子を使い､微小なRNA薬剤を搭載した細胞外微小胞をがん細胞に向けて送り込むことに成功した｡2017年12月11日付Nature Nanotechnologyオンライン版に掲載された研究成果が､siRNA､microRNAその他のRNA干渉技術を用いた新世代の抗がん剤の開発に結びつくことも考えられる｡この論文は､｢Nanoparticle Orientation to Control RNA Loading and Ligand Display on Extracellular Vesicles for Cancer Regression (ナノ粒子配向で細胞外小胞のRNA搭載とリガンド･ディスプレイを制御し､がん退縮を狙う)｣と題されている｡
University of California-San Francisco (UCSF) の研究チームは､脳が体重を調節する能力は､脳の｢飢餓回路｣が神経細胞の一次繊毛と呼ばれるアンテナ状の構造物を通して信号を伝達する､その独特の形態によるものであることを突き止めた｡一次繊毛は､運動繊毛とは異なる器官で､後者は指のような突起物で細胞のコンベヤー･ベルトのような働きをしており､肺や気管のゴミを排出する機能を持っている｡不動性の一次繊毛は､虫垂のように進化の痕跡のようなものと考えられたこともあったが､過去10年､UCSFその他の研究機関の研究で､この一次繊毛が身体の様々な種類のホルモン信号伝達に重要な役割を果たしていることが明らかにされてきた｡2018年1月8日付Nature Genetics オンライン版に掲載されたUCSFの新しい研究で､一次繊毛が脳内の信号伝達に重要な役割を果たしていることが示されている｡この論文は､｢Subcellular Localization of MC4R with ADCY3 at Neuronal Primary Cilia Underlies a Common Pathway for Genetic Predisposition to Obesity (神経細胞の一次繊毛でのMC4RとADCY3の細胞内局在が肥満の遺伝的素因の一般的経路の背景)｣と題されている｡神経科学者は､脳の信号伝達というとシナプスと呼ばれる部位におけるニューロン間の直接的な化学的または電気的なコミュニケーションと考えることになれてしまっているが､この新しい研究結果では一次繊毛における化学的信号伝達も重要な役割を果たしていることが示されており､このことはこれまで見過ごされてきた｡研究者は､さらに､この研究結果から世界的に拡大している肥満傾向に対する新しい治療法の可能性が開けるのではないかと述べている｡首席著者で､UCSFのDiabetes Center教授を務め､UCSF Institute for Human GeneticsのメンバーでもあるChristian Vaisse, MD, PhDは､｢私達の研究で人間の肥満遺伝について統一した理解を築いてきた｡最近まで､一次繊毛のことなどほとんど聞いたこともないという肥満研究者は多いが､それも変わりつつある｣と述べている｡
細胞は､エキソソームと呼ばれる膜を持った超微小な包みを分泌し､この包みは体の一箇所から他の箇所に重要なメッセージを運ぶことができる｡MITその他の研究機関の研究者らがこのメッセージを捕捉する手法を開発した｡この手法はがんや胎児異常などの問題の診断にも用いることができ､そのための新開発の装置はマイクロ流体工学と音波を組み合わせてエキソソームを血液から分離するようになっている｡
スエーデンのLinköping Universityの新しい研究によれば､犬が飼い主との接触を求める傾向は､オキシトシン･ホルモン感受性の遺伝的変異と関連しているとのことである｡この研究結果はHormones and Behaviorに掲載され､オオカミからペットとしての犬になるまでの過程に新しい知見を加えている｡
1世紀近く前､特定動物でカロリー摂取を抑えると寿命が飛躍的に伸びることが突き止められたが､それ以後､数々の研究の積み重ねにもかかわらず､その原因は詳しく解明されていない｡Temple University (LKSOM), Lewis Katz School of Medicineの研究グループが難関を乗り越え､解明に向けて一歩を進めた｡2017年9月14日付Nature Communicationsオンライン版に掲載された新研究で､加齢と共にエピゲノムの変化する速度が種全体の寿命と関係があり､カロリー摂取制限でこの変化速度を抑えられることが突き止められ､長寿と関わっている可能性を示しているのである｡この研究論文は､｢Caloric Restriction Delays Age-Related Methylation Drift (カロリー制限で加齢に伴うメチル化ドリフトを遅らせる)｣と題されている｡LKSOM のFels Institute for Cancer ResearcのDirectorで､この新研究で主任研究員を務めたJean-Pierre Issa, MDは､｢私達の研究で､加齢によるゲノム内のDNAメチル化の得失似独特のパターンを持つエピジェネティックドリフトがヒトよりサルで､またサルよりマウスでより速く進むことが明らかになった｣と述べている｡この研究結果で､マウスが平均で2,3年しか生きないのに､アカゲザルは約25年､ヒトは70年から80年生きることも説明がつく｡DNAメチル化のような化学修飾が哺乳動物の遺伝子を制御しており､遺伝子が起動される時のための目印の役目を果たしており､この現象はエピジェネティックと呼ばれている｡Dr. Issaは､｢メチル化のパターンは加齢に従って着実にドリフト（漂流）していき､ゲノムの一部ではメチル化が増すのに対して他の部分でメチル化が減ることがある｣と述べている｡以前の研究で､このような変化は加齢とともに起きることが示されていたが､その変化が寿命と関係しているのかどうかは明らかではなかった｡Dr. Issaの研究チームは､マウス､サル､ヒトという3つの種の異なる年齢の個体から採取した血液のDNAのメチル化パターンを初めて調べ､この発見につながった｡マウスは2,3か月から3歳近い年齢､サルは1歳未満から30歳まで､ヒトは零歳から86歳までの範囲だった｡ヒトの零歳児は血液採取の代わりに臍帯血を用いた｡加齢に伴うDNAメチル化の偏差をディープ･シーケンシング技術で解析し､その結果､メチル化が起きるゲノムの部位は年長の個体と若い個体では逆転しており､年長個体でメチル化が進むのは若い個体で非メチル化されている部位だという明白な違いがあった｡その後の分析では、遺伝子発現の著しい損失が、加齢とともにますますメチル化されたゲノム領域で観察されたが、メチル化がより少なくなった領域は、遺伝子発現の増加を示した。 年齢に関連したメチル化の変化によって影響を受ける遺伝子のサブセットの調査は、メチル化ドリフトと寿命との間に逆の関係を示した。 言い換えれば、エピジェネティックな変化の量が増え、より迅速に起こる - 種の寿命が短くなる。「私たちの次の問題は、エピジェネティックドリフトが寿命を延ばすために変更できるかどうかであった」とIssa博士は言う。動物の寿命を延ばすことが知られている最強の要因の1つは、必須栄養素の摂取を維持しながら、食事中のカロリーを減らすカロリー制限です。その影響を調べるために、研究者らは、若いマウスでは40％のカロリー摂取量を、中年のサルでは30％のカロリー摂取量を削減した。両方の種において、エピジェネティックドリフトの有意な減少が観察され、カロリー制限食餌上の老齢動物における加齢に関連するメチル化の変化は、幼若動物に匹敵した。最新の知見により、Issa博士らはカロリー制限が動物の生存をどのように延長するかを説明する新しいメカニズム（エピジェネティックドリフトの遅延）を提案することができます。 「カロリー制限が寿命に及ぼす影が最近の研究では、エピジェネティックドリフトの量が多いほど癌を含む加齢性疾患のリスクが高まることが示唆されている。健康研究において重要な意味を持っています。「私たちの研究室は、エピジェネティックなドリフトを病気のリスクを改変する方法として改変する考えを最初に提案しました」とDr. Issaは言います。しかし、なぜエピジェネティックなドリフトが一部の人々で速く起こり、他のものでは遅いのかはまだ不明である。Issa博士のチームは、メチル化のドリフトに影響を及ぼす追加要因をすぐに特定したいと考えています。 このような要因は、年齢関連疾患の予防に大きな影響を及ぼすドリフトを遅らせるために潜在的に変更される可能性がある。響は数十年前から知られていましたが、現代の定量的技術のおかげで、寿命が延びるにつれてエピジェネティックドリフトの著しい減速を初めて示すことができました。この新しい研究に貢献した他の研究者には、前川真司、田原智光、ジャスティン・リー、ジョゼフ・マジョ、ジャロスラフ・ジリネク、フェルス・インスティチュート・リサーチ・アンド・分子生物学研究所、ルイス・カッツ医学部、テンプル大学、 Texas、MDアンダーソンがんセンター、ヒューストン、テキサス大学、Epigenetics and Molecular Carcinogenesis部、Yue Lu; テキサス大学MDアンダーソンがんの生物統計学および計算生物学科、Shoudan Liang; Wisconsin National Primate Research Center、Wisconsin、Madison、Wisconsinの細胞および再生生物学科のRicki J. Colmanとなっております。原著へのリンクは英語版をご覧ください。Caloric Restriction Slows Epigenetic Drift and Slower Epigenetic Drift May Be Mechanism Underlying Extended Lifespan
カビ類は創薬にとって天然分子の豊かな宝庫ではあるが､様々な困難もあり､製薬会社もこの宝庫に手を付けることをためらってきた｡ところが現在､研究者はゲノム解析､データ解析を用いてカビが産生する分子を効率的に選別し､新しい医薬､あるいは新世代のペニシリンをさえ見つける手がかりを見つける技術を開発した｡
ある研究チームが総合的なレビューを行い､身体の脂肪組織が､その脂肪のタイプや体内の位置により､様々な形でがんの進行に影響しているようだと報告している｡このレビューはAmerican Association for Cancer Research (AACR) のジャーナル､Cancer Prevention Researchの2017年9月号に掲載されている｡この論文は､｢Signals from the Adipose Microenvironment and the Obesity-Cancer Link—A Systematic Review (脂肪組織の微小環境からの信号と肥満-がんの関係—システマティック･レビュー)｣と題されている｡このレビューはソルト･レーク･シティのUniversity of Utah, Huntsman Cancer Institute, Population SciencesのSenior Director, Cornelia M. Ulrich, PhDが首席著者を務めた｡Dr. Ulrichは､｢肥満体は世界中で急激に増えており､がんの主要リスク要因の一つと認識されるようになっている｡事実､16種のがんが肥満と結びついている｡肥満とがんとの間に潜む機序を突き止めることが喫緊の重要事だ｣と述べている｡また､｢以前の研究で､脂肪がいくつかの形でがん発生の一因になっていることが示されている｣と述べている｡たとえば､肥満が炎症のリスクを増大させるが､その炎症はかなり前からがんと関連があるとされている｡さらに､肥満は､がん細胞代謝や免疫クリアランスに影響すると考えられており､いずれもがんの進行とひろがりを促進する可能性がある｡また､Dr. Ulrichは､｢脂肪とがん化の関係は､『シグナル混信』､つまり､2つの異なるタイプの細胞の間で複数のシグナル経路が同じ信号を共有した場合の細胞の反応の仕方に関わっている｣と説明している｡このシグナル混信を阻止する方法が見つかれば､新しいがん予防法の発見に寄与する可能性もある｡この研究では、ノースカロライナ大学の研究者を含むウルリッヒ博士らは、1946年1月から2017年3月までの出版物を網羅したPubMed / Medlineの文献レビューを行い、脂肪組織と癌腫の間のクロストークを調査した。科学者たちは最終的に、この研究の新規性を説明するトピックを具体的に扱った20の主要な研究刊行物を発見した。ウルリッヒ博士は、このレビューでは発癌機構の詳細が明らかになったと述べた。例えば、いくつかの研究は、脂肪間質細胞が癌病変に浸潤し、腫瘍の増殖を促進する能力を有することを示した。これらの細胞は、肥満の前立腺癌および肥満乳癌患者においてより多く見出された、研究が示した。ウルリッヒ医師は、このレビューでは、脂肪の種類がより「代謝的に活性」であることが示され、癌の発症につながる物質がさらに分泌されています。脂肪には、白、茶、ベージュの3種類があります。それぞれが異なって作用し、脂肪の位置に応じて異なる量で存在する。例えば、白脂肪組織は炎症と関連しており、乳癌患者では予後不良と関連していると報告されている。このレビューでは、臓器に対する脂肪組織の近接性を考慮に入れて、乳房、結腸直腸、食道、子宮内膜、前立腺、および耳鼻咽喉癌に対する脂肪の影響を分析した。例えばウルリッヒ医師は、結腸直腸癌では、脂肪組織は典型的には腫瘍に隣接して位置するが、乳癌では脂肪組織が直接腫瘍微小環境の一部であると説明している。ウルリッヒ博士は、将来の研究は、肥満と癌の関係における組織距離の役割の評価、および腫瘍増殖を促進するプロセスを傍受する方法があるかどうかを評価する上で有用であると述べた。Ulrich博士は、「クロストークが発生する方法と関連する物質の解明が始まったところです。 「このプロセスを理解すればするほど、肥満に関連する癌の負担を軽減するための目標や戦略を明確にすることができる」彼女は、代謝産物と呼ばれる小分子を分析し、「脂肪細胞と癌との間で交換された未知の物質を捕まえる広範なネットをキャストする」研究の新興分野であるメタボロミクスを挙げた。ウルリッヒ博士は、この研究は健康な体重を維持することの重要性を支持していると付け加えた。脂肪は皮膚の下と体の内側の両方に存在するので、細い人でも内臓を取り囲む余分な脂肪を持つことがあります。痩身筋肉量を構築するための筋力トレーニングを含む健康的な食事と運動は、過剰脂肪の発生を抑えるのに役立つと彼女は述べた。原著へのリンクは英語版をご覧ください。Adipose Tissue May Affect Cancer Development in Multiple Ways, Review Concludes
幹細胞代謝についてはよく知られていないが､University of Texas (UT) Southwestern (CRI) のChildren’s Medical Center Research Institute の新しい研究で､幹細胞が異常に高いレベルのビタミンCを吸収し､そのビタミンCが幹細胞の機能を調節し､また､白血病の進行を抑制することが突き止められている｡CRIのDirectorを務めるDr. Sean Morrison は､｢体のアスコルビン酸塩 (ビタミンC) 量が少ないとがん発症リスクが高まることは知られていたが､その理由についてはよく分かっていなかった｡今回の研究で少なくとも造血系については幾分か解明することができた｣と述べている｡代謝分析にはかなりの数の細胞を必要とするが､一方で組織内の幹細胞の数は非常に少ないことから､これまで幹細胞代謝の研究は困難だった｡ 2017年8月21日付Nature誌オンライン版で発表された研究の過程で開発されたテクニックにより､幹細胞のように非常に数の少ない細胞でもごく普通に代謝量を測定することが可能になった｡このテクニックの採用により､骨髄の全てのタイプの造血細胞がそれぞれ独特の代謝特性を持っており､栄養の摂取と利用に違いのあることが突き止められた｡幹細胞の主要な代謝特性の一つとして､並外れて多量のアスコルビン酸塩を吸収することが挙げられる｡研究チームは､幹細胞の機能にアスコルビン酸塩が重要なのかどうかを突き止めるため､グロノラクトン･オキシダーゼ (Gulo) 欠乏症のマウスを使って調べた｡Guloは､人間を除き､マウスを含めたほとんどの哺乳動物が体内でアスコルビン酸塩を合成するために必要とする酵素である｡この酵素を持たないGulo欠乏マウスは､人間の場合と同じようにアスコルビン酸塩を食物を通して外から摂取しなければならなかった｡このテクニックにより､マウスのアスコルビン酸塩摂取を厳密に管理し､マウスのアスコルビン酸塩量を健康人の約5%と同じレベルに保つことができた｡
2017年Lasker-DeBakey Clinical Medical Research Awardは､子宮頸がんその他のがんを予防するヒト･パピローマウイルス (HPV) ワクチン開発を可能にする技術の進歩に携わった2人の科学者を顕彰した｡Dr. Douglas R. LowyとDr. John T. Schiller (いずれもNational Cancer Institute所属) は､大きな公衆衛生問題に取り組み､大胆ながら計算されたアプローチで圧倒的な困難を乗り越えた｡
Johns Hopkins病院の研究チームは､早期膵臓がんのがん固有のDNAとタンパク質バイオマーカーを検出する血液検査法の開発を発表した｡複合｢液相生検｣で､早期膵臓がん患者221人の血液サンプルのバイオマーカーを検出したのである｡2017年9月4日付PNAS誌オンライン版に論文が掲載されたこの研究で､DNAとDNAの産物であるタンパク質との双方のマーカーの検出で疾患を判定する方法は､DNAのみの検出よりも2倍も正確であることを示している｡そのような液相生検は､血液中を無数の正常なDNAが流れる中からがん固有のDNA分子を拾い上げることを狙いとしている｡がんはその突然変異したDNAを血流中に放出する傾向があるため､ゲノム･シーケンシング･ツールを使って血液をふるいにかけると､そのようながん固有のDNAを見つけることができる｡Johns Hopkins University School of MedicineのAssistant Professor of Surgeryを務めるJin He, MDは､｢早期膵臓がんは､ほとんどの場合イメージング･スキャンの際に偶然発見されるだけで通常は何の症状も見せない｡その結果､しばしばかなり進行してから発見されるため､切除､手術を行うことが難しい状態になっている｣と述べている｡Dr. Heは､｢過去30年間､切除可能な段階でがんを発見することに関してはほとんど進歩を見せていない｡この検査法の効力がもっと大規模な研究で確かめられれば､早期の症候を見せない膵臓がんの発見に用いることができるようになる｣と述べている｡また､研究チームは､｢この検査法はまだ研究室の外に持ち出せる段階ではないが､がんから血液中に放出されるタイプの突然変異DNAはきわめてがん固有のものだ｣としている｡ジョンズ・ホプキンス・キンメルがんセンターのルードヴィヒ・センターの共同ディレクターであるバート・ヴォーゲルシュタイン（Bert Vogelstein）医師は、「がん関連DNAが個体の血液中に見つかると、癌になる可能性は非常に高い」と語る。 Vogelstein博士のチームおよび他の研究者は、進行癌患者の85％以上が血液中でDNAを同定できることを示しています。しかし、この研究の前には、癌の遺伝的状態を事前に知ることなく、早期癌患者の血液中のDNAのような小さなDNAを検出する感度は知られていなかった、と科学者たちは言う。この新しい研究では、オーストラリア、韓国、インディアナ、ピッツバーグ、メイヨークリニックの病院で膵臓を切除する手術を受けたステージIおよびIIの膵臓癌の男性および女性221名（主に白人）から血液および腫瘍組織サンプルを採取したロチェスター）、ニューヨークのメモリアル・スローン・ケッタリング、ジョンズ・ホプキンス病院。癌、自己免疫疾患、または慢性腎臓病の既往歴のない182人の患者が、研究のために血液を寄贈しました。研究者らは、早期膵癌の早期マーカーであるKRAS遺伝子単独のDNAの突然変異について、彼らの血液スクリーニングツールを用いて早期膵癌を有する221人の患者のうち66人（30％）を同定することができた。しかし、この研究に取り組んだVogelstein博士の研究室のMD-PhD大学院生であるJoshua Cohen氏は、30％の検出率を改善し、より初期のがんを発見し、偽陽性を回避することを目標としていました。そこで、彼らは血液中を循環するタンパク質バイオマーカーに目を向ける。このような循環タンパク質マーカーは、心臓発作による糖尿病および心筋損傷のような疾患の検出およびモニタリングならびに癌の既往歴のある患者のモニタリングに臨床的に使用されている。研究者にとって特に興味深いのは、タンパク質バイオマーカーCA19-9であった。再発のために膵がん患者をモニターするために使用されています。しかし、再発モニタリングに使用されるCA19-9のレベルは低い（37単位/ mL）。なぜなら、医師は再発癌を迅速に特定したいからである。がんのない人の中には、胆石がある人など、タンパク質のレベルが低い人もいるかもしれません。スクリーニング目的のために、CA19-9のレベルははるかに高い（100単位/ mL）必要があった。Johns HopkinsのLudwig Centerの共同ディレクター、Kenneth W. Kinzlerは次のように述べています。「スクリーニング検査は、がんの陽性検査後の手順の心配や副作用を人々に救うために高い信頼性が必要です。科学者が研究参加者の血液中のCA19-9のみを調べると、221人の患者のうち109人（49％）がそれを発見した。しかし、KRAS突然変異、CA19-9および他の3つのタンパク質バイオマーカーの検出を組み合わせた場合、科学者は221人の患者のうち141人（64％）において膵臓癌を正確に同定した。対照的に、対照群のうち、癌のない182人の対照群のうち1人だけが、5つのバイオマーカーのうちの1つの上昇を有した。ジョンズ・ホプキンス大学医学部の准教授であり、学際的な膵臓嚢胞プログラムのディレクターであるAnne Marie Lennon博士は、「単独のマーカー単独では、ほとんどの人々の早期癌を特定することはできません。 「この研究は、血液検査で早期膵がんの検出を止めるために複数のマーカーを使用し、それらの患者をより早く、よりよく治療することが可能であることを示しています。Vogelstein博士のチームは、彼らが検出した各KRAS突然変異が実際でありアーティファクトではないことを確実にするために開発した分子バーコードシステムを使用しました。例えば、彼らは、血液中で検出された突然変異と、腫瘍で検出された突然変異とが完全に一致していることを示した。彼らは、検出された突然変異が肺癌や結腸癌でもよく見られ、タンパク質とDNAのバイオマーカーを組み合わせて、いくつかの種類の早期癌を同定する同様のアプローチを使用することを計画していると言います。Johns Hopkins Kimmel Cancer Centerの腫瘍学教授であるNick Papadopoulos博士は、この研究で説明されたアプローチに基づくスクリーニング検査の費用は、乳房と結腸直腸の検査で広く使用されている乳房X線撮影法と大腸内視鏡検査がん。 Papadopoulos博士は、「DNAマーカーとタンパク質マーカーの両方を、各患者の同じ血液検査から分析することができる」と述べている。このような試験を実施するために必要な技術は、タンパク質バイオマーカー検査とDNA配列決定を含むもので、すでに病院や商業施設で広く使用されている。研究に貢献した他の科学者はAmmar A. Javed、Christopher Thoburn、Fay Wong、Matthew J. Weiss、Nita Ahuja、Martin A. Makary、Marco Dal Molin、Yuxuan Wang、Lu Li、Janine Ptak、Lisa Dobbyn、Joy Schaefer、ジョン・ホプキンスのナタリー・シリマン、マリア・ポポーリ、マイケル・ゴッギンズ、ラルフ・H・ハルバン、クリストファー・L・ヴォルフガング、アリソン・P・クライン、クリスティアン・トマセッティ。オーストラリアのWalter and Eliza Hall研究所のJeanne TieとPeter Gibbs、 C.インディアナ大学医学部のMax SchmidtとMichele Yip-Schneider; Memorial Sloan-Kettering Cancer CenterのPeter J. AllenとMark Schattner;ピッツバーグ大学のRandall E. BrandとAatur D. Singhi、メイヨークリニックのGloria M. Petersen;ソン・メディカルセンターのソンモモ、ソンチョル金、ソウル、イタリアのミラノにあるIRCCS San Raffaele Scientific InstituteのMassimo FalconiとClaudio Doglioni、テキサス大学MDアンダーソンがんセンターのAnirban MaitraとSamir M. Hanash。PapGene、Sysmex Corporation、Life Technologies Corporation（Thermo Fisher Scientific）、Johns Hopkins大学のライセンス契約に基づき、Drs。 Papadopoulos、Kinzler、およびVogelsteinは、この刊行物のテクノロジーに対する使用料を受け取る権利があります。さらにDrs。 Papadopoulos、Kinzler、VogelsteinはPapGeneの創設者であり、PapGeneのコンサルタントとして働いています。さらに、Drs。 VogelsteinとKinzlerはSysmex Corporationの諮問委員会メンバーであり、Dr. Papadopoulosはこの会社の有償コンサルタントです。これらの取り決めは、利害対立の方針に従ってジョンズ・ホプキンス大学によって審査され承認された。原著へのリンクは英語版をご覧くださいLiquid Biopsy Detects Tumor-Specific DNA and Protein Markers for Early-Stage Pancreatic Cancer, Hopkins…
唾液の分析から､サブサハラ･アフリカに生活する現生人類の先祖の遺伝物質に今は絶滅した古代の｢ゴースト｣人類の片鱗を発見｡また､その研究から､異なる古代人類の間の性的接触もまれではなかったことを示す証拠がさらに付け加えられた｡これまでの研究で､アジア､ヨーロッパの現生人類の祖先がネアンデルタールやデニソワ人など旧人類と同系交配していたと判断されている｡最近の遺伝子解析で古代アフリカ人が他の初期ヒト科人類と交雑していたことを示す証拠が次々と見つかっているが､この新研究もその一つである｡University at Buffalo (UB), College of Arts and SciencesでAssistant Professor of Biological Sciencesを務めるOmer Gokcumen, PhDは､｢初期ヒト科人類の間で同系交配は例外ではなく､普通のことだったようだ｡私達の研究では､唾液に含まれているMUC7と呼ばれる重要なムチン･タンパク質の進化を調べた｡そのタンパク質のコードを持っている遺伝子の履歴を重点に調べた結果､現代のサブサハラ･アフリカン人に古代人類の混合物の存在が確認できた｣と述べている｡この研究論文は､2017年7月21日付Molecular Biology and Evolutionオンライン版に掲載されている｡Dr. Gokcumen と､UBのSchool of Dental MedicineでProfessor of Oral Biologyを務めるStefan Ruhl, DDS, PhD.がその研究を指導した｡このオープンアクセス論文は､｢Archaic Hominin Introgression in Africa Contributes to Functional Salivary MUC7 Genetic Variation (アフリカでの古代ヒト科人類の遺伝子浸透が機能性唾液MUC7遺伝変異に関与)｣と題されている｡研究チームは､MUC7の目的と起源を調べている時にこの事実を突き止めた｡MUC7は唾液に粘りけをつけて微生物を封じ込めることで､体内から病原菌を排除する役に立っていると考えられる｡この研究の一環として､研究チームは､2,500個を超える現生人類のゲノムのMUC7遺伝子を調べた｡解析の結果､思いがけない発見があった｡サブサハラ･アフリカ人のゲノム･グループは､他の現生人類とは大きくかけはなれた遺伝子バージョンを持っていたのである｡
Institute of Molecular Biology (IMB) と Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) の研究チームが､染色体の末端を保護しているテロメアの秘密をさらに明らかにした｡TERRAと呼ばれる種類のRNA分子が､極端に短くなり､壊れたりしたテロメアを､補修するように機能することを発見したのである｡2017年6月29日付Cell誌に掲載された研究論文は､加齢やがんにおける細胞の老化や生存を調整する細胞内のプロセスへの理解をさらに深めている｡
瞑想､ヨガ､太極拳など心身介入療法 (MBI) は単に心身をリラックスさせてくれるだけではない｡Coventry､Radboud両大学の研究によれば､病気やうつ病を引き起こすDNAの分子反応を逆転させてくれるらしいのである｡2017年6月16日付Frontiers in Immunologyオンライン版に掲載されたレビュー論文は､マインドフルネスやヨガなど様々なMBIが遺伝子の挙動に与える影響について過去10年間の研究をレビューしている｡このオープンアクセス･レビュー論文は､｢What Is the Molecular Signature of Mind–Body Interventions? A Systematic Review of Gene Expression Changes Induced by Meditation and Related Practices (心身介入療法の分子指標は何か｡瞑想その他関連実践による遺伝子発現の変化の体系的な考察)｣と題されている｡両大学の研究者は､846人の被験者を対象にした過去11年間の18件の研究をすべて調べた結果､MBIの実践の結果､体内で一定パターンの分子レベルの変化が起きており､その分子レベルの変化が心身の健康に利益をもたらす仕組みがつかめたとしている｡研究チームは､遺伝子発現､つまり､身体､脳､免疫系などの生体的な構成を左右するタンパク質を産生する遺伝子がどのように影響を受けるかということに注目した｡
ある研究チームが､ブロッコリに多く含まれている抗酸化物質が抗糖尿病物質でもあることを突き止めた｡糖尿病患者を対象とした研究で､参加者にスルフォラファンを多く含むブロッコリ抽出物を食べさせたところ､血糖値が大幅に低下したということだ｡スエーデンのUniversity of Gothenburg, Metabolic Physiology講師を務め､Lund University Diabetes Centreに所属するDr. Anders Rosengrenは､｢これが既存の治療薬に対する貴重なサプリメントになる可能性がある｣と述べている｡2017年6月14日付Science Translational Medicineに掲載された研究論文は､Sahlgrenska Academy､University of Gothenburg､Lund UniversityのFaculty of Medicineが共同で長年研究を続けてきた成果である｡オープンアクセスとして掲載されたこの研究論文は､｢Sulforaphane Reduces Hepatic Glucose Production and Improves Glucose Control in Patients with Type 2 Diabetes (スルフォラファンが2型糖尿病患者の肝糖産生を抑え､血糖抑制改善)｣と題されている｡この研究の目的は､2型糖尿病の重大なメカニズムである肝臓のブドウ糖産生亢進を抑制する､新しい治療薬の発見にあった｡標準的な治療薬のmetforminもまさしくその薬効を持っているが､消化器系の副作用を引き起こしやすく､また腎機能が甚だしく衰えている場合には投与できないため､この薬剤を使えない糖尿病患者も多い｡研究チームは､まず糖尿病患者の肝臓の遺伝子変化のマッピングから始めた｡
King's College LondonとUniversity of Bristolの研究チームの新研究によれば､耽溺的な性格や攻撃的な性格と関わる遺伝子に出産時に起きるエピジェネティックな変化が､児童の素行問題と関わっている可能性が示されている｡イギリスでは､児童治療専門家に紹介状が送られるもっとも多い理由は､ケンカ､ウソ､盗みなどの素行問題 (Conduct problems : CP) であり､その損失は莫大である。
アルツハイマー、ハンチントン、パーキンソン、この3人の人名は、いずれも脳のニューロンを損壊させ、その部位全体を萎縮させた上に死に至らしめる病気の名前として永久に記憶されることになる。この3つの病気だけでなく、神経変性疾患と呼ばれる病気のほとんどが、有毒タンパク質の蓄積で最終的にニューロンが死滅すると関連して捉えられている。
日本の研究チームが、慢性閉塞性肺疾患 (COPD) とアレルギー喘息の激しい炎症を解明し、その治療法を発見する上でさらに一歩を進めたとの研究論文が、「The FASEB Journal」2013年8月号に掲載された。その論文では、「ロイコトリエン B4と呼ばれる炎症制御分子の2種類の受容体が、アレルギー喘息やCOPDの炎症のオン/オフ・スイッチで正反対の機能を果たしている」と述べている。
まるでSF話のようだが、人間の体内にいて数では人体細胞の100倍もの数になる腸内細胞が、人間の食欲などに影響し、腸内細胞自身の食べたい物を人間が欲するように仕向けている上に人間の肥満をもたらしているのではないかという研究結果が出されている。2014年8月7日付BioEssaysオンライン版に掲載された研究論文で、University of California-San Francisco, (UCSF)、Arizona State University、University of New Mexicoの研究チームは、最近の科学文献のレビューを行い、｢腸内細菌は、人間が自分の選択で摂る栄養物を何でも受け身で吸収するのではなく、細菌自体の繁殖に適した栄養素を取るよう人間の摂食行動や食餌選択に影響を与えていると考えられる｣との結論を下した。必要とする栄養素は細菌種ごとに異なる。
ニューヨーク市にある、ワイルコーネル医科大とロックフェラー大学の研究チームが、脾臓を欠いて生まれてくる無脾症に関連する遺伝子を、初めて同定した。無脾症は感染に対する抵抗が極めて弱いため、この疾患を持った子供達は感染症による死の危険に晒されているのだ。遺伝子Nkx2.5は、マウスにおいては、発生初期の段階で脾臓の創生関与している事が実証された。
The Scripps Research Institute (TSRI) の研究者が主導して行った新しい研究によると、免疫を制御している数種の小分子があって、それらが少しでも過剰生産されるとリンパ腫と呼ばれる血液がんの引き金になることが突き止められた。リンパ腫その他の何種類かのがんで6種のmicroRNA分子が過剰生産されることはすでに知られているが、これまでその6種のmicroRNA分子のグループこそがそのタイプのがんで主要原因になることは知られていなかった。
地上に生命体が現れる前には混沌とした液状の分子が漂っていた。これを「原始スープ」という。ある時、ごく少数の特殊な分子が自己複製を始めた。この自己複製が生化学的過程の始まりで遂には最初の生命体が出現することになるという仮説については科学者の支持で一致している。しかし、どのようにして分子の自己複製が始まったのかということは科学界にとって永遠の謎の一つだ。
2015年4月9日付Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biologyオンライン版に掲載された｢172か国における曇天下のUV-B照射と膵臓がん｣と題された研究論文で、UC San Diego School of Medicineの研究グループが日射量の最も低い国で膵臓がん発症率が最高になっていると報告している｡ 日射量の低さは雲が厚いことと高緯度が関わっている｡
Johns Hopkins MedicineとUniversity of British Columbiaの研究者は､遺伝子シーケンシング･ツールを使い､子宮の外で子宮内膜状の組織が増殖し､ひどい痛みを伴う良性子宮内膜症患者24人の組織サンプルから一組の遺伝子変異体を発見した｡2017年5月11日付New England Journal of Medicineに掲載されたこの発見により､いつか､侵襲性の強い子宮内膜症と臨床的に緩慢な非侵襲性子宮内膜症とを判別する分子レベルのテストを開発できる可能性がある｡NEJMの研究論文は､｢Cancer-Associated Mutations in Endometriosis without Cancer (非がん性子宮内膜症中のがん関連遺伝子変異体)｣と題されており､Johns Hopkins University School of MedicineのDepartment of Gynecology & ObstetricsでRichard W. TeLinde Distinguished ProfessorとJohns Hopkins Kimmel Cancer CenterでBreast and Ovarian Cancer ProgramのCo-Directorを務めるIe-Ming Shih, MD, PhD.は､｢私達の研究での変異体の発見は､積極的治療を必要としているか､そうでないかを現場の医師が判定するために､子宮内膜症を分類する遺伝学ベースの検査法開発の第一歩ではないか｣と述べている｡子宮内膜症は､子宮内の粘膜が子宮の外､特に腹部内に形成増殖される疾患であり､月経閉止前の女性の約10%がこの疾患にかかり､そのうち半数が腹痛や不妊に悩まされている｡1920年代､Johns Hopkinsの卒業生で婦人科医だったJohn Sampsonが､初めてこの症状を"endometriosis (子宮内膜症)"と名付け､月経時に正常な子宮内膜組織が輸卵管を通じて腹腔内に漏れて広がった結果起きるのではないかとの仮説を提出した｡Dr. Shihは､｢新しい研究でその仮説が覆されるかも知れない｣として､組織サンプルに異常な変異体の組み合わせが見つかっており､子宮内膜症の原因は正常な子宮内膜細胞が突然変異するために起きている可能性があると述べている｡また､この研究で発見された変異体も､まだ突き止められていない何らかの理由で一部のがんに見つかる遺伝子突然変異と関係があるようだとしつつも､子宮内膜症ではしばしば組織の異常増殖が腹腔内全体に広がることがあるが､卵巣にまで広がることがない限り､この疾患の組織ががん細胞になることはほとんどないと強調している｡
ランニングの健康効果については毎週のように新しい話題が現れる｡それ自体は素晴らしいことだが､走れない人にとっては何の意味もない｡高齢者､肥満者､その他､運動機能に支障のある人にとっては有酸素運動の効果というのは望んでも得られないことだった｡Salk Instituteの研究チームは､ランニングによって起動される遺伝子経路を突き止めた過去の研究を基礎にして､化合物によって運動不足のマウスの経路を完全に起動する手段を見つけ､脂肪燃焼効率やスタミナを高めるなど運動の健康効果を再現することができた｡2017年5月2日付のCell Metabolismに掲載されたこの研究論文は､有酸素運動持久力への理解を深めただけでなく､心臓障害､呼吸器系疾患､2型糖尿病その他健康障害のある人々にも薬剤で同じ健康効果が得られるようになる希望を与えている｡このオープンアクセス論文は､｢PPARδ Promotes Running Endurance by Preserving Glucose (PPARδは､ブドウ糖を保存することでランニング持久力を増進)｣と題されている｡筆頭著者のRonald Evans は､Molecular and DevelopmentalでSalkのMarch of Dimes Chair の地位にあり､またBiology Howard Hughes Medical Instituteのinvestigatorでもある｡彼はこの論文で､｢トレーニングで有酸素運動持久力を増進させられることはよく知られているが､私達の疑問は､持久力はどのように機能するのか､また､科学をよく理解できればトレーニングを薬剤で代用することができるのか？､ということだった｣と述べている｡持久力を増進するというのは有酸素運動をより長時間持続できるようになるということである｡体がフィットしてくると､筋肉はエネルギー源を炭水化物 (ブドウ糖) の燃焼から脂肪の燃焼に切り替えていくようになる｡そのため､持久力とは体が脂肪を燃焼する能力の高まりに関わるものと考えていたが､その過程の細部についてははっきりしていなかった｡
一般的な茶にも紅茶､緑茶､烏龍茶､白茶､チャイなど様々な種類があるが､いずれもCamellia sinensis､一般的には茶樹と呼ばれる常緑低木の葉を原料としている｡茶は文化的にも経済的にも重要でありながら､茶の葉の木についてはあまりよく知られていない｡2017年5月1日付Molecular Plant誌オンライン版に掲載された茶樹のゲノム解析初稿を読めば､なぜ茶の葉には抗酸化物質やカフェインが豊富に含まれているのかが想像できるのではないか｡
非侵襲性のPETイメージング法は､免疫細胞ががん細胞を殺すために放出するグランザイムB (写真) というタンパク質を測定する方法で､マウスと人間で､治療の初期に免疫チェックポイント阻害薬に反応するがんと、反応しないがんを判別することができた｡その研究結果はCancer Research の2017年5月号に掲載されている｡この論文は､｢Granzyme B PET Imaging as a Predictive Biomarker of Immunotherapy Response (免疫療法反応の予測バイオマーカーとしてのグランザイムB PETイメージング法)｣と題されており､マサチューセッツ州ボストン市､Harvard Medical School のProfessor of Radiology と､Massachusetts General Hospital (MGH), Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging, Division of Precision MedicineのDirectorを務めるUmar Mahmood, MD, PhDがこの論文の首席著者になっている｡Dr. Mahmoodは､｢チェックポイント阻害薬のような免疫療法は革命的ながん治療法になったが､この治療法が有効な患者は少数であり､大多数の患者にとっては何の益もないだけでなく､大きな副作用の危険があり､しかも他の治療法を試す時間を失うことにもなりかねない｣と述べている｡免疫療法への反応は､がんのサイズを測定するCTスキャンやMRIスキャンのようにがんの細胞を測定する従来の方法でも､FDG PETのようにがんのブドウ糖取込量を測定する方法でも､免疫細胞が映り込んだり､ブドウ糖取込量が増加してがん細胞が大きく映るため､がん初期には免疫療法に反応するがんと反応しないがんを判別できない｡組織生検も､がんの不均一性や､測定するバイオマーカー･タンパク質の量が常に変動することがあって､信頼性が低くなりがちである｡
抗生物質によって救われる命が日々ある中、その功罪併せ持つ特性こそが欠点となることもある。高用量では感染を引き起こす細菌とともに健康な細胞も破壊し、既知の抗生物質がもはや効果をもたない「スーパーバグ」を創り出すことになるからだ。しかし、抗生物質の効力を劇的に高めるメープルシロップ抽出物が発見されたことにより、抗生物質の使用量を自然に減らすことが可能になるかもしれない。この研究は4月2日、第253回アメリカ外科学会議（ACS）の全国会議博覧会において発表された。世界最大の科学会であるACSは4月2日から6日までサンフランシスコにて年次総会を開催し、14,000件以上の多種多様なプレゼンテーションが行われた。「カナダの先住民は昔からメープルシロップを感染症の薬として使用してきました。私は常々、この民間療法がどのようなサイエンスに基づくのか興味を持っていたのです。」と、カナダのMcGill大学のNathalie Tufenkji博士は述べる。クランベリー抽出物の抗菌効果を研究していたTufenkji博士はフェノールメープルシロップ抽出物の抗がん効果を知り、本プロジェクトを始動した。「これをきっかけに、この物質の抗菌効果も調べる価値があると思い、研究員にメープルシロップを買いに走らせたのです。」研究チームは既存の抽出法を用いてシロップのフェノール化合物から砂糖と水を分離した。これこそがメープルシロップのあの黄金色の素である。
血液脳関門（BBB : blood-brain barrier）は循環系と脳脊髄液を隔てる選択的を有する膜で、医薬品のほとんどはこのBBBを通過することが出来ない。しかし、動物の毒液中にある特定のペプチドはBBBを通過して損傷を与えることがある。そこで現在、蜂毒ペプチドであるアパミン（apamin）に基づいた薬剤BBB通過戦略に注目する研究グループがある。
パーキンソン病の定義、研究、および治療への転換的アプローチが発表された。これを概説している２つの文献はNature Reviews Neurology and Movement Disorders誌にオンライン掲載されている。共にシンシナティ大学（UC）Gardner Neuroscience Instituteの研究者が共同執筆者として携わっている。パーキンソン病を単一の実体として治療するのではなく、特定の症状または分子的特徴に基づいて、患者の異なる「ノードまたはクラスター」への治療を目的とするべきだと、この国際研究グループは主張する。「私たちが何をすべきかを問い直す時が来ているのです。医科学は、パーキンソン病の進行を遅らせることを目標とし、その治療研究に230億ドルの世界的投資をしてきました。そして行われた17ものⅢ臨床試験は、残念ながらほとんど成果を上げていません。こんなにも結果が出ないのは、単一疾患・単一目的のアプローチで治療法を確立しようとしているからではないでしょうか。」と、本研究の筆頭著者であるAlberto Espay医師は説明する。Espay博士はUC医科大学の神経学准教授であり、James J. and Joan A. Gardner Family Center for Parkinson's Disease and Movement Disordersのディレクターも務める。パーキンソン病は単一の疾患ではなく、遺伝的および分子的な観点から考えるといくつかの病気の集まりである、とEspay博士らは考える。彼らは、パーキンソン病をドーパミンニューロン変性を主な原因とする単一障害として見ることは、大多数の患者が抱える震えや不安定な歩行などといった症状に対する治療法の開発に有用であったことを認めている。同時に、この見解は、パーキンソン病の進行を遅らせ、修正または治癒するのに有効な療法をいまだ提供出来ていない。有望とみられる分子療法については大規模な臨床試験も行われているが、これはパーキンソン病という診断を共有する患者全体で試験されており、最も有益であろう特定の疾患亜型までは突き詰められていない、というのが理由の一つであるとEspay博士は述べる。そこで研究者らが提唱するのが「プレシジョン・メディシン（精密医療）」アプローチである。これは生物システムの複雑な相互作用に焦点を当てた学際的な研究であるシステム生物学に根ざしたものである。
サンフランシスコのグラッドストーン研究所の科学者達は、マウスがヒトの老化疾患を発症するのを防ぐ重要なメカニズムを発見し、ヒトでよく見られる広範囲の疾患の重症度を説明した。どちらの局面も、年齢とともに浸食される染色体末端の保護キャップとしての役割を担うテロメアと関連している。テロメアの侵食と老化の疾患の関連性は長く知られているが、テロメアの長さがヒトの病気にどのように影響を与えるかは謎とされてきた。
ヒトの記憶に重要な遺伝子が100以上も同定された。しかも、初めて記憶処理中の遺伝子データと脳活動との相関関係が明らかになったのである。これにより、ヒトの記憶というものに新たな可能性が出てきた。「これらの遺伝子と行動の関係を特定することで、記憶機能や機能障害といった局面における遺伝子の役割を研究することが可能になります。これは非常にエキサイティングなことです。なぜなら、人の記憶を支える分子メカニズムの解明に一歩近づけたということですから。これを基に様々な記憶問題に役立てることができるでしょう。」と、サウスウェスタン・テキサス大学（UT）のGenevieve Konopka博士は語る。研究発表は2017年3月26日サンフランシスコで開催されたCognitive Neuroscience Society (CNS)年次学会で行われた。本研究は、脳の解剖学および機能の変化に遺伝的変異を関連付けることを目的とした「遺伝子イメージング」である。比較的新しい分野だが、今まさに成長拡大している分野でもある。
オーストラリアのニューサウスウェールズ大学（UNSW）の研究者らは、実際に老化を逆行させ、DNA修復を改善し、NASAの火星任務をも可能にするであろう革新的な薬物を発見した。2017年3月23日のScience誌に発表された論文は「老化中のタンパク質-タンパク質相互作用を調節する保存されたNAD+結合ポケット（“A Conserved NAD+ Binding Pocket That Regulates Protein-Protein Interactions During Aging.”）」と題され、研究者チームは細胞が損傷したDNAを修復できるようにする分子プロセスの重要なステップを特定したことを記している。
ある研究者の植物生物学への取り組みによって､天然分子が軸索（ニューロン間で電気信号を運ぶ糸状突起物）の修復を刺激促進することが発見された｡脊髄損傷や卒中などの障害症状を引き起こす主な原因はこの軸索損傷である｡マギル大学（カナダ）のモントリオール神経学研究所病院に所属するAndrew Kaplan博士は､Alyson Fournier博士（Neurology and Neurosurgery教授）の研究室が調べていた神経保護機能を持つ14-3-3タンパク質ファミリーに注目し､軸索再生の薬理学的な研究文献を探していた｡その検索中に植物が特定タイプの真菌感染にどう反応するかを記述した研究を見つけた｡真菌類の特定の種が産生するfusicoccin-Aという低分子物質にさらされると､植物の葉はしぼむが根は長く伸びるようになる｡fusicoccin-Aは､14-3-3タンパク質と他のタンパク質との相互作用を安定化させることで､14-3-3タンパク質の活動に影響を与える働きがある｡Kaplan博士は､｢この現象では14-3-3タンパク質の存在が共通しているが､この反応に関わっている他のタンパク質や反応の結果の生物活性は植物動物の間ではそれぞれに異なっている｣と述べている｡彼は､軸索再生には､fusicoccin-Aを用いて14-3-3タンパク質を活動させるのがもっとも効果的なのではないかという仮説を立てた｡
白色脂肪に比べると､褐色脂肪はかなりの速さで燃焼し､エネルギーに変わるが､これまで人体の褐色脂肪の比率はかなり小さいものと思われていた｡ところが､ドイツのTechnical University of Munich (TUM) 研究チームの研究で､人体中の褐色脂肪の量はこれまで考えられていたよりも3倍も多いことが分かった｡そのことから､褐色脂肪組織を活性化する新しいタイプの肥満・糖尿病薬がより効果的ではないかと期待されている｡
プレシジョンメディシンの実現に専念する分子科学分野の先進企業､Caris Life Sciences® は､2017年2月21日付けで､同社のADAPT Biotargeting System™ で､血漿中のエキソソームの低侵襲性液相生検で乳がんを検出し､乳がんの有無を判別できることが実証されたと発表した｡この研究論文は､｢Plasma Exosome Profiling of Cancer Patients by a Next Generation Systems Biology Approach (次世代システムの生体的アプローチによるがん患者の血漿エキソソーム･プロファイル化)｣と題するオープンアクセス論文として､2月20日付Nature’s Scientific Reportsに掲載された｡
過去100年以上の間､人体の細胞は､おおむね生涯にわたってほぼ平等に両親の染色体の遺伝子を発現するものと思われていた｡しかし､両親の特定遺伝子の活性を測定する検査法を発明した研究グループが､生命体というのはもう少し微妙なものだと研究論文で述べている｡同研究グループは､2017年2月23日付Neuron誌に掲載された研究論文で､げっ歯類､サル､ヒトの脳で個別ニューロンまたは特定タイプのニューロンが片方の親の遺伝子を抑制することも珍しくないと報告している｡
スクリプス研究所(The Scripps Research Institute) の生物学者グループがお腹の脂肪を燃やす引き金とみられる脳ホルモンを突き止めた｡動物モデル研究での発見だが､将来の医薬開発にも役立つ可能性がある｡2017年1月27日付Nature Communications誌オンライン版で発表されたこの研究論文の首席筆者を務めたスクリプス研究所の准教授､Supriya Srinivasan, Ph.D.は､｢この研究は興味深い謎を解く基礎科学研究だ｣と述べている｡オープンアクセスとして発表されたこの論文は､｢A Tachykinin-Like Neuroendocrine Signalling Axis Couples Central Serotonin Action and Nutrient Sensing with Peripheral Lipid Metabolism (中枢セロトニン活動や栄養感知を末梢脂肪代謝と結合するタキキニン様神経内分泌物信号伝達軸索)｣と題されている｡過去の研究で神経伝達物質のセロトニンが脂肪減量効果があることは知られていた｡しかし､その正確な機序を分かっていなかった｡その疑問に答えるため､Dr. Srinivasanの研究グループは､生物学でよくモデル生物として利用されるC. elegansという線虫で研究した｡
最近のラットを対象にした研究で､幹細胞から放出される特定の小胞 (Exosome：エキソソーム) が､眼球底部の感光組織､網膜の細胞を保護するらしいことが確かめられた｡この研究論文は､2017年1月26日付Stem Cells Translational Medicineに掲載されており､アメリカで最大の失明の原因である緑内障の治療法への応用を示唆している｡
成人の脳腫瘍で最も一般的で致命的なタイプの膠芽腫（グリオブラストーマ）に対する効果的な治療法の開発は遅々として進まないが､アリゾナ州のTranslational Genomics Research Institute (TGen) の研究者の率いる研究グループが｢効果的な阻害物質｣を発見した｡2017年1月17日付の学術誌｢Oncotarget｣オンライン版に掲載されたTGen率いる研究チームの論文によると､ある種の化学的なカスケード反応で膠芽腫細胞が正常な脳組織に侵入し､化学療法に対しても放射線療法に対しても耐性を持つようになるが､研究室の実験で､アウリントリカルボン酸 (ATA) がこのカスケード反応を阻止することが示された｡
長年､科学者はコレステロールについて頭をひねっていた｡コレステロールは生体に必須の物質であり､同時にはっきりと有害な物質だが､細胞でコレステロールがもっとも集中している細胞膜でのその働きを誰も知らない｡イリノイ州シカゴ市のUniversity of Illinois at Chicago (UIC) の研究チームは､先駆的な光学画像技術を用い､世界で初めて細胞膜内でのコレステロールの位置と動きを正確に追跡した｡その結果､コレステロールは様々な生体的役割の他に､細胞膜内で情報を伝達する信号分子の役割という意外な発見があった｡この研究論文は､2016年12月26日付Nature Chemical Biologyオンライン版に掲載され､｢Orthogonal Lipid Sensors Identify Transbilayer Asymmetry of Plasma Membrane Cholesterol (直交脂質センサーで形質膜コレステロールの二重層間非対称性突き止める)｣と題されている｡この研究を指導したUICの化学教授､Wonhwa Cho, Ph.D.は､｢コレステロールという脂質は循環器系疾患との関連で悪者扱いされている｡かなり研究はされてきたが､細胞内での機能については余り知られていない｡その役割は何か? 悪玉脂質なのか? 絶対にそんなことはない｡たとえば､脳は約半分が脂質であり､脳の中でもっとも量の多い脂質はコレステロールだ｣と述べている｡コレステロール欠乏症で何種類かの疾患が起きるし､体内で12種ほどのステロイド･ホルモンをつくるのもコレステロールが出発物質になっている｡Dr. Choの以前の研究で､コレステロールが様々な調節分子､特に細胞タンパク質と相互作用していることは突き止められていたが､コレステロール自体が調節分子とは考えられていなかった｡Dr. Choは､｢コレステロールが､たとえば増殖や発達といった細胞調節に大切な役割を果たしている可能性は分かっていた｡コレステロール･レベルを押し上げる高脂肪食とがん発症率の高さとには関係があることは知られているが､その仕組みについてはよく分かっていない｣と述べている｡さらに､｢理論的に大きな難問の一つは､調節脂質や信号伝達脂質といったものは情報を伝達するために一時的に存在するもののはずなのに､実際にはコレステロールは常在している｣と述べている｡細胞のコレステロールは90%が細胞膜に含まれており､しかも細胞膜脂質の40%がコレステロールである｡また､細胞膜そのものが二重層の脂質分子で成り立っており､コレステロールがその膜の安定を保っている｡コレステロールは集まって｢ラフト｣を形成しており､この｢ラフト｣は他の信号分子が機能するための足場の役割を果たしていると考えられていた｡
生細胞の中のタンパク質がどのように液体やゲル状固体と言った異なる状態に組み立てられるかを理解するために、光で物質を操作するツールが用いられ始めた。細胞は驚異的な複雑さで数千もの化学反応を同時にこなしており、いくつかの反応はオルガネラと呼ばれる特殊なコンパートメント内で行われている。
最近、アルツハイマー病を治療する可能性がある新しい分子について、2つの重要な研究成果が発表された。 両研究の主任研究員は、モスクワ物理技術研究所（MIPT：Moscow Institute of Physics and Technology）の医化学生命情報学研究所の所長Yan Ivanenkov博士である。 2つの新しい分子の論文は、Molecular Pharmaceutics and Current Alzheimer Researchに掲載された。 別のMIPT研究者Mark Veselovも第2の研究に参加した。
ハーバード大学の研究チームは､脳の3つの領域の間の接続性をモデルとする多域brain-on-a-chipを新しく開発した｡その過程で､脳の異なる領域のニューロンの違いを詳しく調べ､領域間の接続性を再現する目的でin vitroモデルが用いられた｡このハーバード大学の研究論文は､2016年12月28日付The Journal of Neurophysiology誌オンライン版に掲載され､｢Neurons Derived from Different Brain Regions Are Inherently Different in Vitro: A Novel Multiregional Brain-On-A-Chip (In Vitroで､脳の領域ごとにニューロンが本質的に異なることを解明:新しい発想の多域Brain-On-A-Chip)｣と題されている｡共同第一著者を務めた､Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), Disease Biophysics Groupのポスドク研究員のBen Maoz, Ph.D.は､｢脳は個別ニューロンの集まり以上のものだ｡様々なタイプの細胞があり､異なる領域間が接続されている｣と述べている｡脳をモデル化する場合､領域間の接続を攻撃する様々な疾患があるため､研究ではその接続性を再現できなければならない｡ハーバード大学 Wyss Institute for Biologically Inspired EngineeringのCore Faculty Member であり､SEAS, Bioengineering and Applied Physics BuildingのTarr Family Professorを務めるKit Parker, Ph.D. (写真) は､｢アメリカの医療予算の約26%は､神経学的疾患､精神医学的疾患の治療に宛てられている｡患者の苦痛を和らげる治療薬の開発を支援するツールは人道的なだけでなく､医療コストを引き下げる方法として最善でもある｣と述べている｡
La Jolla Institute for Allergy and Immunologyの研究チームは､T細胞活性をコントロールする遺伝子発現パターンをさらに良く理解するため､急性､慢性のウイルス感染に対してT細胞が反応する際のゲノムワイドにおけるクロマチンアクセシビリティの変化をマップ化した｡2016年12月20日付Immunityオンライン版に掲載されたこの研究結果は､Tリンパ球の処分を決める分子メカニズムに光を当て､さらにT細胞活性を調節し､免疫機能改善のための臨床介入方法に新しい道を開くもので､研究論文は､｢Genome-Wide Changes in Chromatin Accessibility in CD8 T Cells During Viral Infection (ウイルス感染時のCD8 T細胞のゲノムワイドのクロマチンアクセシビリティの変化)｣と題されている｡Division of Signaling and Gene Expressionの教授を務めるAnjana Rao, Ph.D.の研究室のポスドク研究員､Dr. James Scott-Browneがこの論文の第一著者を務めており､論文中､｢T細胞の状態とそれに伴うT細胞の機能を決定する複数の因子を判定することは､そのT細胞がウイルス感染や腫瘍増殖と戦えるかどうか､また､長期的に防御機能を持つかどうかを知る手がかりになる｡T細胞表現型を疲弊から回復し､腫瘍や､HIVのような慢性ウイルス感染とよく戦えるようにしたり､ワクチンに応答してより優れた記憶細胞を生成できるようにしたりすることも可能になるかも知れない｣と述べている｡
テキサス大学 南西部医療センターの研究者は、脳腫瘍の一般的なタイプであるグリオーマ（神経膠腫）の新しいバイオマーカーを発見した。このバイオマーカーは、医師がどれほど活動的な癌であるかを決定することや、治療方針を決める上で助けになるという。 Harold C. Simmons Comprehensive Cancer Centerの研究者は、SHOX2と呼ばれる遺伝子の高発現が中等度のグリオーマにおける生存率の低下を予測できることを発見した。
慢性的な自己免疫疾患である狼瘡（ループス）は、炎症、痛み、皮膚、関節、および臓器の損傷を介して、冒された人の身体を破壊する可能性がある病気である。 ミシガン大学の研究者らは、腎臓のバイオマーカーが狼瘡の進行と合併症の徴候を示すかどうかを調べた。「狼瘡患者は、腎臓の関与のリスクが高いため、透析または移植を必要とする末期腎疾患になる可能性があります。」とミシガン大学の環境健康科学と産科医学およびInstitute for Healthcare Policy and Innovationのメンバーである、内科（リウマチ学）准教授のEmily Somers, Ph.D., Sc.M.は述べている。「さらに、バイオマーカーが早期に腎臓の関与を検出し、進行を監視することには、大きなニーズがあります。」 Somers博士は狼瘡の結果を研究し、ミシガン南東部の650人以上の狼瘡患者および対照のコホートおよびバイオリポジトリレジストリを含むMILES（the Michigan Lupus Epidemiology and Surveillance: ミシガン狼瘡疫学および監視）プログラムを指揮している。「狼瘡は、主に女性に影響を与える疾患であり、多くの場合、すばらしい人生に襲いかかります。」「MILESプログラムを通じて、私たちはこれまでに、狼瘡に冒されている黒人女性について、狼瘡のリスクが20代で最も高いことを示しました。狼瘡の黒人女性の40％が腎臓の関与を有し、15％が腎疾患でした。」とDr. Somersは語っている。
スコットランドでクローン羊のドリーが生まれて20年経つが､哺乳動物のクローンをつくることは未だに困難であり､アメリカとフランスの研究チームが行ったクローン成長の遺伝子発現に関する新研究で､なぜクローン胚が失敗しやすいかが示されている｡ドリーは､｢体細胞核移植｣と呼ばれるテクニックを使ってクローン化された｡このテクニックは､成体細胞の細胞核を､細胞核を取り除いた未受精卵に移植し､電気ショックを与えて細胞成長を引き起こすというもの｡
CRISPR/Cas9ゲノム編集で､生物医学研究の変革が急速に進んでいるが､この新技術はまだ正確さに欠ける｡この技術では､誤ってゲノムの変更をやり過ぎたり､望まない変更をしてしまったりして目的外の変異を起こすことがあるため､治療技術として安全性と有効性に欠ける面がある｡2016年12月8日付Cell誌オンライン版に掲載された新研究論文によると､University of Massachusetts (UMass) Medical SchoolとUniversity of Torontoの研究チームが､初めてCRISPR/Cas9の｢オフスイッチ｣を発見しており､それによってゲノム編集の制御がはるかにやりやすくなる｡
MITの研究チームは､特に浸潤性の強い乳がん患者の場合に､もっとも一般的な抗がん剤の一つ､paclitaxel (商品名はTaxol) の治療効果の有無を判定する新しいバイオマーカーを突き止めた｡このタイプの乳がんは､エストロゲン受容体､プロゲステロン受容体､Her2タンパクという3種のもっとも一般的な乳がんマーカーを欠いているため､｢トリプル･ネガティブ｣と呼ばれており､医師が乳がんの治療で抗がん剤を選ぶ際にこの研究成果が大いに役立つことになる｡このバイオマーカーは､Menaと呼ばれるタンパク質でがん細胞が体内に広がるのを助けることが突き止められている｡しかも､paclitaxelにMenaの効果を阻害する薬剤を合わせて投与すればpaclitaxel単独よりも効果があることも突き止めた｡MIT Professor of Biologyを務め､Koch Institute for Integrative Cancer ResearchのメンバーでもあるDr. Frank Gertlerは､｢経路を標的とする薬剤がMenaを発現する細胞のpaclitaxel感受性を回復するためだ｡さらに､研究の結果､治療中はMenaのレベルをモニターしておいた方がいいということも分かった｡もしレベルが上がっていくようなら､他の治療法に切り替えた方がいいようだ｣と述べている｡Dr. Gertlerは､この研究の首席著者であり､論文は2016年11月3日付Molecular Cancer Therapeuticsオンライン版に､｢Mena Confers Resistance to Paclitaxel in Triple-Negative Breast Cancer (トリプル･ネガティブ乳がんがMenaによってPaclitaxel耐性獲得)｣の表題で掲載されている｡この論文の筆頭著者はKoch InstituteポスドクのDr. Madeleine Oudinが務めている｡
マサチューセッツ州ウスター工科大学（Worcester Polytechnic Institute、WPI）の機械技術者によって開発されたチップは、がん患者から採取された少量の血中の転移性がん細胞を捕捉し同定することができる。この画期的な技術は、多くの既存のデバイスで採用されているマイクロフルイディクスによるアプローチよりもがん細胞の捕捉に効果的な簡便な機械的方法を採用している。WPIの開発したデバイスは、カーボンナノチューブアレイのウェルの底に抗体を固定している。 がん細胞は、表面マーカーに基づき選択的に抗体に結合する（他のデバイスとは異なり、がん細胞によって産生されるエキソソームを捕捉することもできる）。Journal Nanotechnology最新号に掲載されたこの「液体生検（liquid biopsy）」は、転移の早期徴候を迅速に検出し、医師が特定のがん細胞を標的とする治療法を選択するのを助ける、簡便なラボテストとなりえる。転移は、がんがある臓器から体の他の部分に、大抵は血流に入ることによって広がる過程である。 異なるタイプの腫瘍は、特定の臓器および組織に対する嗜好を示す（循環乳がん細胞は、例えば、骨、肺、および脳に根付く可能性が高い）。 転移性がん（ステージIVがんとも呼ばれる）の予後は一般的に不良であるため、遠隔部位で腫瘍が新しいコロニーを形成する前に、これらの循環腫瘍細胞（CTCs：circulating tumor cells）を検出できる技術が、患者の生存率を大幅に上昇させる可能性がある。WPIの機械工学准教授であるスモールシステム研究室長Balaji Panchapakesan博士は、「循環腫瘍細胞を捕らえることは非常に困難な課題です。干し草の中で針を探すのとは比べ物になりません。数十億の赤血球、数万の白血球の中に浮遊している腫瘍細胞はほんの少ししかありません。 我々は、これらの細胞を高精度に捕捉する方法を明らかにしました。」と語っている。
現在使われている抗生物質のほとんどが細菌の産生する天然物質を基礎としており､現在､細菌が抗生物耐性を獲得する速さを考えると、より新しい抗生物質の開発を進めなければならない｡しかし､細菌に新しい抗生物質を産生させるのは少々厄介である｡ほとんどの細菌は研究室では培養できない｡
テキサス大学サウスウェスタンメディカルセンターの研究チームは､成体ほ乳類の脊髄の成熟神経細胞再生の増大に成功した｡いつかこの成果を脊髄損傷患者治療の改善に応用できるようになるかも知れない｡この研究論文の首席著者で､テキサス大学サウスウェスタンのAssociate Professor of Molecular Biologyを務めるDr. Chun-Li Zhangは､｢この研究で脊髄損傷再生治療の基礎ができた｡再生過程に関わっている経路の分子レベルと細胞レベルの重要なチェックポイントを突き止めた｡脊髄損傷には､これを操作して神経細胞再生を増大させることも考えられる｣と述べているが､Cell Reportsに掲載されたこのマウスでの研究は初期の実験段階であり､まだ臨床に応用できる段階ではないと慎重に語っている｡この論文の筆頭著者､Dr. Zhang研究室ポスドク研究員のDr. Lei-Lei Wangが行ったいくつものin vivoスクリーニングが今回の発見につながったのだが､論文で､｢脊髄損傷は致命傷になることもあり､また重度の障害をもたらすこともある｡また､生存者も身体のマヒに悩み､生活の質が下がり､経済的にも精神的にも大きな負担に悩むことが多い｣と述べている｡2016年10月11日付Cell Reportsのオープンアクセスに掲載されたこの論文は､｢The p53 Pathway Controls SOX2-Mediated Reprogramming in the Adult Mouse Spinal Cord (p53経路で､SOX2仲介による成体マウスの脊髄のリプログラミングを制御)｣と題されている｡
がん患者個人に最適な治療薬の選択は往々にして正確性に欠ける｡ある患者に有効な薬剤も他の患者には効かないということもあり､腫瘍初期には有効だった薬剤も後には耐性が生まれることもある｡MITとDana-Farber Cancer Instituteの研究チームは､さらに個別化した治療法を編成するため､がんの薬剤感受性の新検査法開発した｡
再発頭頸部がんは非常に治療が難しいとされるがんだが､免疫療法薬剤で患者の生存率を飛躍的に向上させたことから､がん治療の流れを変える医薬として注目されている｡ニボルマブ（Nivolumab、商品名：オプジーボ）は､化学療法に反応しなかった頭頸部がん患者を対象に行った第3相臨床試験で初めて生存率を引き延ばすことができた｡しかも､従来の治療法に比べて副作用も少なかった｡2016年10月9日付New England Journal of Medicineオンライン版に掲載された研究論文で報告されている大規模な国際的治験で､ニボルマブ投与を受けた患者の1年後の生存率が化学療法治療の患者に比べ､2倍以上の高率になった｡NEJMのオープン･アクセスで発表されたこの論文は､｢Nivolumab for Recurrent Squamous-Cell Carcinoma of the Head and Neck (再発頭頸部がん上皮扁平細胞悪性腫瘍にニボルマブを投与)｣と題されている｡現在のところ､再発･転移したシスプラチン耐性頭頸部がん患者の生存率を向上させる治療法は他にない｡この疾患の患者の期待余命は6か月未満とされている｡この試験は､イギリスではロンドンのThe Institute of Cancer ResearchとThe Royal Marsden NHS Foundation Trust所属のProfessor Kevin Harringtonが指導し､世界各国の20の研究機関が参加して行われた｡また､研究にはBristol Myers Squibbが出資した｡研究に参加した361人の患者のうち､再発または転移性の頭頸部がんの240人はニボルマブの投与を受け､121人は3種のうちの1種の化学療法を受けた｡
実質臓器移植を受けた患者は生涯免疫抑制療法を続けなければならない｡薬剤療法が不十分なために移植拒絶反応が起きるリスクは､過剰な免疫抑制が原因で感染やがんを引き起こすリスクとのバランスが問題になる｡移植レシピエントの予後､特に能動的傷害や拒絶反応の早期発見を監視する非侵襲性診断ツールには膨大なニーズがあるがまだ十分に満たされていない｡2016年10月7日付The Journal of Molecular Diagnosticsオンライン版に掲載された研究論文は､血漿中のドナー由来セルフリーDNA (dd-cfDNA) を測定する臨床グレード非侵襲性検査の検証を報告している｡これが成功すれば合併症や拒絶反応を減らし､移植レシピエントの予後を改善することもできるようになる｡この論文はJournal of Molecular Diagnosticsのオープンアクセス論文として掲載されており､｢Validation of a Clinical-Grade Assay to Measure Donor-Derived Cell-Free DNA in Solid Organ Transplant Recipients (実質臓器移植レシピエントのドナー由来セルフリーDNA測定臨床グレード･アッセイの検証)｣と題されている｡
ケンブリッジ大学（英国）の医療研究評議会（MRC : Medical Research Council）がんユニットの研究者らは、患者予後不良に関連する代謝に関連する遺伝的特徴を同定した。 8161個の組織サンプルを分析した結果、臨床医は将来、患者を治療する最良の方法を決定し、新たな標的治療の開発を支援することができる可能性がある。 がん細胞が増殖し広がるには複雑な代謝変換を受ける。 これにより、がん細胞が増殖するエネルギー需要を満たすことが可能になる。代謝経路の変化を支える遺伝子の理解を深めていくことで、体内に癌が広がる事象をさらに深く知ることができる。 この目的のために、MRCがんユニットのプログラムリーダーであるクリスチャン・フレッツァ博士とエドアード・ガデ（Edoardo Gaude）博士課程学生は、Cancer Genome Atlas（TCGA）で保有されている8,161の腫瘍および非癌性のサンプルから20種類の固形癌タイプにわたる代謝遺伝子の発現を分析した。
膵がん治療薬の試験としてはかなり大きな規模で行われた第3相試験で､gemcitabineと経口抗がん剤のcapecitabineを併用することで毒性を増すことなく生存率を引き上げることができることが示された｡現在､gemcitabineは､膵がん摘出手術後の標準的な補助化学療法として世界的に用いられている｡
従来､ハイリスク神経芽細胞腫小児患者の診断後5年以上の生存率は50%未満である｡National Cancer Institute (NCI) の研究資金を受けてChildren’s Oncology Groupsコンソーシアムが実施した第3相試験で､標準的な治療に加え､第二の自己幹細胞移植 (ASCT､患者自身の幹細胞を移植) を行うことで治療効果の向上が見られた｡3年後､二重移植を受けた患者の無疾患生存率が61.4%だったのに比して単一移植の患者の無疾患生存率は48.4%だった｡また､副作用は単一移植も二重移植もほぼ同じだった｡6月3日より7日までアメリカ合衆国イリノイ州シカゴ市で開かれた2016 American Society of Clinical Oncology (ASCO) Annual Meetingで発表された5,000件を超えるアブストラクトのうちでも､患者医療に大きな影響を与えると考えられた4件が6月5日 (日曜) の本会議で発表された｡研究論文筆頭著者で､ワシントン州シアトル市､Seattle Children’s Hospitalの医局員とUniversity of Washington School of MedicineのPediatrics教授を兼任するJulie R. Park, M.D.は､｢この研究結果により､北米ではハイリスク神経芽細胞腫小児患者の治療法を変えることになるだろう｡この疾患は依然として大勢の幼い命を奪っており､治療法の向上は喫緊の問題である｡しかしながら､ハイリスク神経芽細胞腫に対して用いているレジメンは､小児がん患者に用いる医薬としては侵襲性と毒性がもっとも強いレジメンである｡そのような理由から､これからの研究は､現行治療法の晩期障害を探ることと､さらに新しい毒性の低い治療法を開発することを重点にしなければならない｣と述べている｡
65歳以上の健康な双生児を対象に行われた国際的にも重要な研究で､遺伝子が脳の灰白質構造の発達に及ぼす影響を知る重要な手がかりが明らかにされ､人間の脳の遺伝的青写真解明に道を開いた｡オーストラリアのUniversity of New South Wales (UNSW) Medicineの研究者を中心とする研究チームは､Older Australian Twins Study (オーストラリアの高齢双生児研究) の対象となった322人のMRIスキャンを分析した｡
カリフォルニア州のスクリプス研究所(The Scripps Research Institute)の研究者が中心になって進めた動物モデルでの新しい研究の結果､強迫性飲酒の衝動を止める方法が見つかるかもしれない｡この研究を指導したスクリプス研究所のAssistant Professor､Olivier George, Ph.D.は､｢神経回路網を標的にする研究でアルコール依存症を完全に消滅させることができた｣と述べている｡
人間の消化器官には兆を数える細菌が棲み着いており､その多くが食物の消化を助けると共に有害な細菌と戦う役目を果たしている｡最近の研究でそのような消化器官の細菌が糖尿病､心臓病､がんなどの人間の疾患に対して良いようにも悪いようにも影響していることが突き止められている｡これらの細菌について解明を進めてきた研究者は､マイクロバイオームと呼ばれるこのような細菌群を利用して人間の健康改善に役立てることができるのではないかと考え始めている｡ そのような将来を予想し､MITの研究チームは大量の善玉細菌を人間の腸に送り込む方法を開発してきた｡2016年9月12日付Advanced Materialsオンライン版に掲載された論文はそのような方法について述べており､論文首席著者の一人で､MITのKoch Institute for Integrative Cancer Researchの博士研究員､Ana Jaklenec, Ph.D.は､｢マイクロバイオームの理解が進めば､この輸送手段を用い､特定領域を標的にして､特定の細菌種を送り込むことができるようになる｣と述べている｡この論文は､｢Layer-by-Layer Encapsulation of Probiotics for Delivery to the Microbiome (プロバイオティクスの交互積層カプセル化でマイクロバイオームに輸送)｣と題されている｡
新研究で､老化とトランスポゾンの動きの関係として唱えられている｢老化のトランスポゾン原因説｣がさらに強く裏付けられた｡トランスポゾンは転移因子とも呼ばれ､老化した細胞中で一部の塩基配列がDNAからはぐれたもので､ゲノムの他の部位に自分自身を転写し､組織の遺伝子構成を撹乱し､生物の寿命を縮める可能性もある｡過去の研究から､細胞が老化すると堅く巻きついていたヘテロクロマチンがゆるみ､その中に閉じ込められていたトランスポゾンが染色体の所定の位置から抜け出して新しい位置に移動し､正常な細胞機能を混乱させることが明らかになっている｡一方､これまでの研究で､研究動物のカロリー摂取量を制限したり､特定遺伝子を組み換えることで大幅に寿命を伸ばせることが示されており､そのことと関連している可能性がある｡2016年8月24日付PNASオンライン版に掲載された新研究論文の主席著者で､ブラウン大学のprofessor of biologyを務めるDr. Stephen Helfandは､｢この研究で､真の因果関係の可能性の解明に向けて大きく踏み出した｣と述べている｡この論文はオープン･アクセス論文として掲載され､｢An Accelerated Assay for the Identification of Lifespan-Extending Interventions in Drosophila melanogaster (キイロショウジョウバエの寿命を引き延ばす介入の判定のための加速アッセイ)｣と題されている｡Dr. Stephen Helfandは､｢これまで､連想や示唆は何度も言われており､いずれも十分に根拠のあるものだったが､科学の世界では仮説を裏付けるデータが揃っていなければならない｣と述べている｡Faculty investigatorのDr. Jason Woodをリーダーとする新研究の成果は､ヘテロクロマチンの弱化､トランスポゾンの発現の増加､老化､寿命など個々の現象を綿密かつ直接的に結びつけるいくつかの実験を経て導き出された｡
大規模なゲノム解析で､血液サンプル (液体生検 ： liquid biopsy) で検出される遺伝子変化のパターンが､従来の腫瘍組織生検で判定される遺伝子変化のパターンとかなり厳密に一致することが突き止められた｡15,000人を超える患者と50種のがん種の血液サンプルを調べたこの研究は､過去有数の規模のがんゲノミクス研究である｡
植物の中には､生き延びる仕組みとして､草食生物を遠ざける毒性物質や抑制物質をつくって身を守るものも多い｡また､昆虫の中には進化の過程で宿主植物の防御化合物に適応し､植物の防御機能をかいくぐることに成功したものもたくさんいる｡ところが､植物も負けずにその防御系をさらに適応させ､敵に対する防御機能を強化し､昆虫の適応進化に対抗するようになってきた｡生物学者はこれを植物と昆虫の間の｢進化の軍備競争｣と呼んでいる｡多種の昆虫が植物害虫であり､｢単食性･狭食性｣と｢広食性｣とに分けることができる｡広食性昆虫は何種類もの植物を食べることができるが､単食性･狭食性昆虫は単一または少数のごく近い種の植物しか食べることができない｡この新研究で分析された蛾の一種､Heliothis subflexaは､そのようなただ一種の宿主植物しか食べない単食性昆虫である｡研究チームは､単食性のHeliothis subflexaと広食性のHeliothis virescensという2種の蛾の相対的体重増加､生存率､免疫状態に対するウィタノリドの効果を測定比較した｡以前の研究から､単食性の蛾は､非常に近い種ながら広食性の蛾と比べると免疫反応が弱いことが突き止められている｡この研究を指導したMax Planck Institute for Chemical EcologyのHanna M. Heidel-Fischer, Ph.D.は､｢ウィタノリドには､Heliothis subflexaだけに幼虫の成長や免疫系活動を高めるという効果があるが､近い種のHeliothis virescensにはそのような効果が見られなかったので､私達も驚いた｣と述べている｡この研究論文は､2016年8月26日付Nature Communicationsオンライン版に掲載され､｢Immune Modulation Enables a Specialist Insect to Benefit from Antibacterial Withanolides in Its Host Plant (免疫調節で単食性昆虫が宿主植物の抗菌性ウィタノリドの恩恵を受ける)｣の表題でオープン･アクセス論文として収録されている｡さらに､Department of Entomologyの研究チームは､ウィタノリドは､単食性蛾を病原菌Bacillus thuringiensis感染性の成長不全から守る効果があったが､広食性蛾には効果がなかった｡共同著者のHeiko Vogel. Ph.D.は､｢Heliothis subflexaの幼虫は､理論的にPhysalisの実から2つの利益を受けることができる｡まず､ウィタノリドの抗菌性と免疫刺激作用だ｡次に､Physalisの実は外敵を寄せつけない空間をつくる萼に覆われている｣と述べている｡
無作為化第3相臨床試験MA.17Rで､letrozole (商品名Femara) を使ったアロマターゼ阻害薬 (AI) 療法を5年から10年に引き延ばすことで閉経後の早期乳がんに対する治療効果が高まることを突き止めた｡以前にtamoxifenを投与されたことがあり､その後5年間のAI療法を受けた乳がん患者は､さらに5年間のletrozole投与を受けることで､プラセボ投与患者に比べて再発率を34%引き下げることができた｡
ハーバード大学とマサチューセッツ工科大学が共同で運営する研究施設Broad Institute of MIT and Harvard､マサチューセッツ工科大学､アメリカ国立衛生研究所､ラトガース大学ニューブランズウィック校､そしてロシアのスコルコボ科学工科大学の研究者グループは､DNAの代わりにRNAを標的とする新しいCRISPRシステムの特徴を明らかにした｡この新しいアプローチにより､パワフルな細胞操作技術が実現する可能性がある｡DNA編集は細胞のゲノムを永久的に変更してしまうのに対して､CRISPRベースのRNAを標的とする手法は､調節自由な一時的変更が可能であり､かつ従来のRNA干渉法に比べて特異性と機能性が高いという特長がある｡Broad Institute of MITとMcGovern Institute for Brain ResearchのFeng Zhang, Ph.D.、同僚研究者で共同著者でもあるNIHのEugene Koonin, Ph.D.と、同僚研究者のラトガース大学ニューブランズウィック校とスコルコボ科学工科大学のKonstantin Severinov, Ph.D.は､RNAを標的として分解する能力のあるRNA誘導型酵素､C2c2を同定し､その機能的特徴を明らかにした。
毎年､スイスでは5,700人の女性が新しく乳がんと診断され､また1,400人近い女性がこの疾患で亡くなっている｡浸潤性がきわめて強い乳がんでは､細胞の表面に受容体HER2が過剰に存在しているタイプが多い｡これが細胞の無制限な増殖につながっている｡これまで乳がんの治療にはTrastuzumabやpertuzumabなど､HER2受容体を認識する抗体が何年も用いられてきた｡
デューク大学の研究チームと同僚研究者が､痛みの治療で焦点になっていた2つの標的を同時にブロックする有望な新しいクラスの低分子薬剤を発見した｡この概念実証実験は､皮膚の刺激感やかゆみ､頭痛､顎痛､膵臓や結腸を原因とする腹痛などの症状を緩和する新薬の開発に結びつく可能性がある｡2016年6月1日付Scientific Reportsオンライン版に掲載されたオープンアクセスのこの研究論文は､｢Small Molecule Dual-Inhibitors of TRPV4 and TRPA1 for Attenuation of Inflammation and Pain (TRPV4とTRPA1の低分子二重阻害剤で炎症と痛みを緩和)｣と題されている｡Institute of Medicineの報告によると､アメリカでは1億人以上の人が慢性的な痛みに悩んでおり､新しい医薬を是非とも必要としている｡デューク大学医学部の神経学､麻酔学､神経生物学教授を務めるWolfgang Liedtke, M.D., Ph.D.は､頭痛､顔面痛その他の感覚障害患者の治療にあたっており､｢非常に有望な話の第一章ともいうべきこの展開をうれしく思う｡この化合物を人間や動物の臨床治療に使えるようにしたい｣と述べている｡
イスラエルのBen-Gurion University of the Negev (BGU) 所属の研究者らが2年をかけて行った無作為化比較試験の結果によれば、2型糖尿病患者が、毎晩グラス1杯の赤ワインを摂取することでコレステロールと心臓の健康管理を増進できる可能性が示され、またワインは赤白とも、個々人のアルコール代謝率を示す遺伝子プロフィール次第で糖コントロールを改善できるかもしれない。糖尿病患者のアルコールの影響を調べた初めての試みとなるこの長期的な研究の成果は、2015年10月13日付Annals of Internal Medicineオンライン版に掲載された。この研究では適量のアルコール摂取が糖尿病患者に与える効果と安全性を評価し、ワインのタイプで異なる結果が出るかどうかも判定することが目的だった。この研究論文は、｢Effects of Initiating Moderate Alcohol Intake on Cardiometabolic Risk in Adults With Type 2 Diabetes: A 2-Year Randomized, Controlled Trial (2型糖尿病成人患者の心血管代謝リスクに対する適量のアルコール摂取の効果: 2年にわたる無作為化比較試験)｣と題されている。糖尿病患者は、健康な人口と比べると、循環器系疾患にかかりやすく、また、｢善玉｣コレステロール量も低い。膨大な数の観察研究が行われてきたが、適量のアルコール摂取を臨床的に勧めていいかどうかはまだ議論の分かれるところであり、特に糖尿病患者の場合には反対も大きい。それというのも、根拠に基づく医療にとって至上の理想とされる長期的な無作為化比較試験が欠けているからである。
UCLAの5人の研究者チームが、研究プロジェクトに対してNIHの助成金を受けた。この研究プロジェクトは、脳の神経回路の情報処理、エンコード、保存、読み出しの仕組みに対する理解を深めることになると考えられる。向こう3か年で230万ドルの資金が与えられるこの研究は、動物生体の神経回路網を傷つけることなく、その活動を記録する手法を開発することを目的としている。
胎児のRh血液型、D抗原 (RHD)、性別、遺伝性障害を判定することのできる簡単で正確で低リスクの血液検査開発研究が2015年11月号Clinical Chemistryに掲載された。この論文は、｢Fetal Sex and RHD Genotyping with Digital PCR Demonstrates Greater Sensitivity than Real-time PCR (デジタルPCRの胎児性別、RHD遺伝子判定でリアルタイムのPCRを超える感度を証明)｣と題されている。この研究は、イギリスのPlymouth Hospitals NHS TrustとPlymouth Universityの共同で行われた。NHS(National Health Service)が認めている従来の羊水穿刺は、針を用いる上にわずかながらも流産のリスク(1%)があるのに対して、このDNA検査は、コストが非常に低く、非侵襲的な検査である。新開発のこの検査は、血友病、デュシェンヌ型筋ジストロフィーなどX連鎖劣性遺伝性疾患のリスクのある母体や新生児溶血性疾患のリスクのある母体を対象に実施することができる。また、女性が妊娠初期に初めて一般開業医や助産婦の診察を受けた時の採血を使えるため、何度も予約を取る必要もなく、時間や設備を有効に使うことができる。
University of Southern CaliforniaとSangamo BioSciencesの研究チームの協同作業のおかげで、造血幹細胞前駆細胞 (HSPCs) のジンク･フィンガー･ヌクレアーゼ･ベースの遺伝子編集技術がさらに前進した。研究論文で、共同第一著者のUSC所属Colin M. Exline, Ph.D.とSangamo BioSciences所属Jianbin Wang, Ph.D.は、造血幹細胞･前駆細胞の遺伝子を効率的に編集する新しい手法を発表している。2015年11月9日付Nature Biotechnologyオンライン版に掲載されたこの研究論文は、｢Homology-Driven Genome Editing in Hematopoietic Stem and Progenitor Cells Using ZFN mRNA and AAV6 Donors (ZFN mRNA and AAV6ドナーを用いた造血幹細胞･前駆細胞 (HSPCs)のホモロジー･タイプのゲノム編集)｣と題されている。論文の共同責任著者でUSCにおいてMolecular Microbiology and Immunology、 Pediatrics, Biochemistry and Molecular BiologyおよびStem Cell Biology and Regenerative Medicineの教授を務めるPaula Cannon, Ph.D.は、｢HSPCsを用いた遺伝子療法は、HIVその他の血液系、免疫系疾患の治療に大きな可能性を持っている。また、ゲノム編集テクニックによって、疾患を引き起こす、遺伝子の誤植、つまり、遺伝子の突然変異を修復するなどきわめて精密な改変が可能になっている｣と述べている。
イギリスのバブラハム研究所とマンチェスター大学の研究者の共同研究で、ゲノムの物理的接続をマップ化し、ゲノム中の自己免疫疾患に関わる部分の解明が前進。研究チームは、Capture Hi-Cと名付けられた、見かけ上かけ離れた位置の遺伝子の発現を調節するノンコーディング配列を判定する新しいテクニックを用いて、遺伝子配列の変化の生体的影響や疾患リスク増加などの理解に新しい手がかりを与えている。この新研究は、2015年11月30日付Nature Communicationsオンライン版オープン･アクセス論文として掲載され｢Capture Hi-C Reveals Novel Candidate Genes and Complex Long-Range Interactions with Related Autoimmune Risk Loci (Capture Hi-Cが明かす新発見の候補遺伝子と関連自己免疫リスク遺伝子座との間の複雑な長距離相互作用)｣と題されている。
MRgFUS (MRガイド下集束超音波)による熱アブレーションは、線維腫やがんの非侵襲的治療法である。University of California, Davis (UC-Davis) の新しい研究は、このテクニックをナノ粒子を用いた化学療法と併用することでマウスのがんを根絶できることを示した。MRgFUSは、超音波ビームで組織を熱して破壊する手法を磁気共鳴映像法 (MRI) と組み合わせ、MRIによってビームを誘導し、同時に治療の効果をモニターすることができる。さらに、この治療法では、がん周辺部の正常組織や重要な構造に損害を与えないよう、また微小がん組織転移部分だけを破壊するよう、その効果を絞り込むことができる。The Journal of Clinical Investigationオンライン版に掲載されたオープン･アクセス論文で、UC-DavisのDistinguished Professor of Biomedical Engineeringを務めるKatherine W. Ferrara, Ph.D. (写真) と同僚研究者は、がん周辺部の組織を熱破壊せず、がんだけを完全に破壊する治療法について報告している。
University of Texas Southwestern Medical Center (UT Southwestern) の研究者を中心とする研究コンソーシアムは、精神病の診断と治療に役立てられる包括的なバイオマーカーの組み合わせを経験的に証明した。従来、精神病診断の基本は臨床観察で、患者を統合失調症、分裂情動、双極性障害などに分類することだった。しかし、Bipolar-Schizophrenia Network on Intermediate Phenotypes (B-SNIP、中間表現型の双極性障害･統合失調症ネットワーク) と名付けられたこの新しい研究で、神経生物学的に独特な3種のバイオタイプを突き止めた。この3種は従来の臨床所見と必ずしも一致しない。アメリカ国民の推定6%が統合失調症、分裂情動、双極性障害を患っている。言い替えれば1,900万人のアメリカ国民がこれらの障害に悩んでいるということになる。この研究コンソーシアムを率いたUT SouthwesternのChair of Psychiatry and Professor of Psychiatryを務めるCarol Tamminga, M.D.は、｢ある意味で、この研究はこれまでの精神病診断の基礎を完全に解体し、再考したといえる。
健康的な食事と運動が、がんの予防と管理に重要であることはかなり研究され、論文も出ているが、その正確な機序についてはまだ明らかになっていない。しかし、Yale Cancer Centerの研究チームは、テロメア (写真で赤の部分) と呼ばれる染色体の小さな保護端にその謎を解く可能性を突き止めた。
