学術的背景 間葉系幹細胞/間質細胞（Mesenchymal Stem/Stromal Cells, MSCs）は、多分化能を持つ幹細胞であり、再生医学や細胞治療に広く利用されています。しかし、MSCsは体外培養中に徐々に老化（senescence）し、増殖および分化能力が低下するため、臨床応用における大きな障害となっています。老化細胞は不可逆的な非分裂細胞であり、その機能が著しく低下し、細胞集団全体の治療効果に影響を及ぼします。近年、senolytic薬剤（例えばDasatinib）を使用することで、老化細胞を選択的に除去し、健康なMSCsの機能を維持・強化できることが発見されました。DasatinibはFDA承認のチロシンキナーゼ阻害剤であり、主に慢性骨髄性白血病の治療に使用されていますが...

学術的背景 Conwayのライフゲーム（Game of Life, GoL）は、1970年に提唱されて以来、複雑なシステムの挙動を研究するための古典的なモデルとして知られています。セルオートマトン（Cellular Automata, CA）モデルの一種として、GoLは単純なルールを通じて2次元グリッド上の細胞の生死をシミュレートし、単純なルールから生じる複雑な振る舞いを明らかにしてきました。GoLは細胞の成長や繁殖のシミュレーションにおいて顕著な成果を上げていますが、種の進化や腫瘍内部のサブクローンのシミュレーションへの応用はほとんど試みられていません。特に腫瘍研究において、体細胞進化（somatic evolution）は重要なプロセスであり、腫瘍細胞が個体の寿命の中で突然変異と自然選択...

学術的背景 瘢痕形成は、外傷、火傷、その他の合併症後の一般的な問題であり、世界中の数百万人の生活の質に深刻な影響を与えています。線維芽細胞（fibroblasts）は病理的な瘢痕形成において中心的な役割を果たすため、治癒を促進し瘢痕を軽減するための新たな治療法の開発目標となっています。近年の研究では、脂肪細胞系列細胞（adipocyte lineage cells）も創傷治癒プロセスにおいて重要な役割を果たすことが示されています。臨床報告によると、自家脂肪マイクログラフト（autologous adipose micrografts）を手術部位に配置することで、既存の瘢痕の外観と柔軟性が改善されることが確認されています。しかし、脂肪移植片中の細胞タイプと創傷治癒におけるその具体的な作用機序は...

膣創傷治癒は、特に膣分娩や骨盤再建手術後の婦人科手術において重要な課題です。膣創傷の感染や治癒不良は、慢性疼痛、感染、機能障害などの重篤な合併症を引き起こす可能性があります。そのため、膣創傷治癒を加速する方法は、臨床研究の焦点となっています。近年、間葉系幹細胞（MSCs）およびその外泌体（exosomes）が創傷治癒において果たす役割に注目が集まっています。外泌体は細胞が分泌するナノサイズの小胞で、生物情報分子を伝達し、細胞の増殖、移動、血管新生を促進します。特に低酸素条件下で処理された外泌体は、その強い生物活性から、創傷治癒において潜在的な治療価値があると考えられています。 本研究では、低酸素条件下で処理された脂肪由来幹細胞（ADSCs）の外泌体（Hypoxic ADSC Exosomes...

学術的背景 化学交換飽和転移（Chemical Exchange Saturation Transfer, CEST）磁気共鳴画像（MRI）は、生体組織の詳細な分子情報を提供する先進的な非侵襲的イメージング技術です。CEST MRIは、特定の代謝物の交換可能なプロトンを選択的に飽和させ、その飽和を水分子に転移させることで、低濃度のタンパク質や代謝物の検出と定量を可能にします。CEST MRIは、神経変性疾患やがんなどの診断において大きな可能性を示していますが、データ収集時間の長さ、画像処理の複雑さ、解釈の難しさなどの技術的課題により、研究環境から臨床応用への移行が制限されています。 近年、人工知能（Artificial Intelligence, AI）は、医療画像分野での応用が広がり、特に...

学術的背景 地球温暖化の進行と大気汚染問題の深刻化に伴い、交通分野における二酸化炭素排出量と汚染物質排出量の削減が、各国政府や研究機関の注目を集めています。米国の貨物輸送の主役である大型トラック（Class 8）は、特に微粒子状物質（PM2.5）や窒素酸化物（NOx）といったディーゼル排気ガスを大量に排出しており、これが気候変動を加速させるだけでなく、公衆衛生、特に社会的弱者コミュニティや少数派民族グループに不均衡な影響を与えています。電化はトラックの排気ガス削減の有効な手段とされていますが、電力網への依存により、発電施設からの汚染物質排出が増加し、汚染の負担が移転する可能性があります。したがって、トラックの電化が大気汚染の差異、特に社会的弱者コミュニティや少数派民族グループに与える影響を評...