近年、シングルセルRNAシーケンシング（scRNA-seq）及び空間トランスクリプトミクス（spatial transcriptomics, ST）などの先端技術は、生命科学・臨床医学の発展を飛躍的に促進してきました。これらの技術は細胞異質性を明らかにし、疾患、発生、免疫などの重要領域に新たな知見をもたらしました。しかし、大規模シングルセルデータは技術ノイズが強く、バッチ効果（batch effects）が複雑で、生物学的シグナルが多様かつ雑然としているため、「表現型に関連した特徴の正確な抽出と強調」が最大の課題の一つとなっています。多くの従来手法はノイズ除去や統合を主目的としていますが、同時に研究の鍵となる表現型決定シグナルを弱めたり、消失させたりしてしまい、疾患機構や細胞間相互作用の理解...
学術的背景 乳がんは、世界中の女性の中で最も一般的な悪性腫瘍の一つであり、その発症メカニズムは複雑で、さまざまな細胞タイプとシグナル経路の相互作用が関与しています。近年、腫瘍微小環境（Tumor Microenvironment, TME）ががんの進行において重要な役割を果たすことが注目されています。好中球（Neutrophils）は免疫系の重要な構成要素ですが、腫瘍微小環境におけるその機能は完全には解明されていません。一部の研究では、好中球が腫瘍の成長や転移を促進する可能性が示唆されていますが、乳がんにおける具体的な作用メカニズムはまだ不明です。したがって、好中球と腫瘍細胞間の相互作用を深く研究することは、乳がんの進行メカニズムを解明し、新しい治療戦略を開発する上で重要な意義を持ちます。 ...
研究背景 遺伝子制御ネットワーク（Gene Regulatory Networks, GRNs）は、細胞内の複雑な生物学的プロセスを理解するための重要なツールです。それは転写因子（Transcription Factors, TFs）と標的遺伝子間の相互作用を明らかにし、遺伝子の転写プロセスを制御し、細胞の挙動を調節します。単細胞RNAシークエンシング（single-cell RNA-sequencing, scRNA-seq）技術の発展により、研究者は単細胞解像度で遺伝子発現データを取得できるようになり、これがGRNsの推論に前例のない機会を提供しています。しかし、scRNA-seqデータのスパース性と高い変動性は、GRNsの推論に大きな課題をもたらしています。 現存のGRN推論手法は主に...
多モーダル学習による遺伝子型と表現型の動的関係の解明 背景紹介 遺伝子型と表現型の複雑な関係は、生物学分野の核心的な問題の一つである。遺伝子型（genotype）は生物体の遺伝情報を指し、表現型（phenotype）はこれらの遺伝情報が特定の環境下でどのように表れるかを指す。1909年にWilhelm Johannsenがこれら二つの用語を提唱し、その関係を定量化しようと試みたが、一世紀以上経った現在でも、遺伝子型がどのように複雑な遺伝子発現パターンを通じて表現型を形作るかを正確に記述することはできていない。近年、単一細胞RNAシーケンシング（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）などの技術の発展により、細胞解像度で遺伝子発現の複雑なダイナミクスを観察す...
子宮頸腺癌の疫学、診断・治療の課題、および発症メカニズムの探求 学術的背景 子宮頸癌は、世界中の女性の健康にとって重要な脅威の一つであり、特に発展途上国での発生率が顕著です。子宮頸癌の主な組織学的タイプには、扁平上皮癌（Squamous Cell Carcinoma, SCC）と子宮頸腺癌（Cervical Adenocarcinoma, CA）が含まれます。CAの発生率は比較的低いものの、その侵襲性の高さ、再発率の高さ、予後の悪さ、そして早期診断率の低さから、臨床管理において大きな課題となっています。近年、子宮頸癌全体の発生率は低下傾向にあるものの、CAの発生率は相対的に上昇しており、特に高所得国でその傾向が顕著です。さらに、CAとSCCは、発症メカニズム、腫瘍の異質性、および腫瘍免疫微小...
Ewing肉腫の免疫治療における新たなターゲットの発見 背景紹介 Ewing肉腫（Ewing’s sarcoma, EWS）は、小児の骨癌の中で最も一般的なものの一つであり、小児がんの約2%を占めています。近年、免疫チェックポイント阻害剤（ICIs）やCAR-T細胞療法がさまざまながんにおいて顕著な進展を遂げていますが、Ewing肉腫における治療効果は限定的です。Ewing肉腫の生存率は低く、特に診断時に転移が認められるか、化学療法に対する反応が乏しい患者では、全体的な生存率が30%未満となっています。そのため、Ewing肉腫の治療効果を改善するための新たな治療ターゲットを見つけることが急務となっています。 Ewing肉腫の特徴は、FETファミリー遺伝子とETSファミリー転写因子（TFs）の...