一、研究背景 動脈硬化（atherosclerosis）は心血管疾患の主要な病理基盤であり、その発生は血管内皮細胞（endothelial cells, ECs）の機能障害と密接に関連しています。血流力学要因は動脈硬化の地域選択性において決定的な役割を果たします：振動せん断応力（oscillatory shear stress, OS）（血管分岐部など）はプラーク形成を促進し、脈動せん断応力（pulsatile shear stress, PS）（直線血管部）は保護作用を示します。近年の研究で、ECsはOS作用下で代謝再プログラミング（metabolic reprogramming）が起こり、解糖系（glycolysis）が亢進することが明らかになりましたが、具体的な分子メカニズムは未解明で...

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...

学術的背景と研究課題 微生物は地球上で最も広く存在する生命体の一つであり、海洋や土壌、そして人間そのものとも密接に関わっています。人体には約350兆個の微生物細胞（microbial cells）が存在しており、健康や病気の発症・進展と密接な関係を持っています。近年、シーケンシング技術とバイオインフォマティクスの急速な発展により、人体の微生物叢（microbiome）構成やその機能が健康に与える影響を明らかにする研究が数多くなされています。例えば、腸内細菌叢の構成変化は免疫系や疾患発症に影響を与え、肝臓の代謝も腸内微生物の調節を受け、エネルギー消費の低下や脂肪蓄積の促進などを介して代謝疾患の進展に寄与することが証明されています。 実験バイオ医学は微生物―疾患（microbe-disease）...

一、研究背景及意义 腫瘍学およびゲノム研究分野において、染色体コピー数異常（Copy Number Alterations, CNAs）は癌の発生および進行を引き起こす主要な遺伝的変異タイプです。CNAsは腫瘍の異質性を決定するだけでなく、早期腫瘍検出、腫瘍サブクローン（subclone）進化解析、耐性機構の研究などにおいても重要な意義を持ちます。従来のコピー数変異検出方法は主に単一細胞DNAシーケンシング（scDNA-seq）に依存しており、分解能は高いものの、高コストやシーケンスカバレッジの低さに制約され、大規模・高スループットな実応用において広く利用するのは難しい現状です。 single-cell RNA sequencing（scRNA-seq）技術の普及とデータ蓄積が進むに伴い、s...

癌症は世界的に重大な公衆衛生上の課題であり、その発生および進展のメカニズムは極めて複雑です。長年にわたり、腫瘍微小環境（tumor microenvironment，TME）の免疫、炎症、血管新生などのプロセスが広く注目され、腫瘍の生物学的挙動の重要な決定要因と見なされてきました。近年、「がん神経科学（cancer neuroscience）」という新たな学際分野が誕生し、神経系が神経伝達物質や神経ペプチドなどによって腫瘍の発展を調節し、また神経－腫瘍細胞間の直接または間接的な相互作用を通じて、腫瘍の成長・転移・浸潤に影響することが明らかになってきました。「末梢神経浸潤（perineural invasion, PNI）」など神経関連現象が注目されているものの、腫瘍疾患における「神経浸潤」の...

1. 学術的背景と研究動機 近年、ジェノタイプ–フェノタイプ（Genotype-Phenotype, G-P）関連解析は、複雑な形質の遺伝的基盤を解明するための中心的手法となっており、とくにヒトの顔面、四肢、骨格など多次元構造形質の研究分野で急速な発展を遂げている。従来、G-P解析は単純で事前に定めた人体解剖指標に依存するか、あるいは主成分分析（Principal Component Analysis, PCA）などの教師なし次元削減技術を用いて、「主成分（principal components）」「特徴顔（eigen-shapes）」などのデータ駆動的な特徴を抽出していた。これらの手法は広く用いられているものの、必ずしも遺伝情報を豊富に含み、遺伝生物学的な関連性を持つ表現型軸を選び出せる...