学術的背景 脳卒中（stroke）は、世界的に成人の障害の主要原因の一つであり、その核心的な問題は神経細胞の損傷と神経機能障害です。脳卒中後の神経再生（neurogenesis）と神経修復（neurorepair）プロセスは回復に重要であると考えられていますが、その具体的なメカニズムはまだ完全には解明されていません。近年の研究では、免疫細胞が脳卒中後の神経修復において重要な役割を果たすことが示されており、特に自然リンパ球（Innate Lymphoid Cells, ILCs）の中の第2群自然リンパ球（Group 2 Innate Lymphoid Cells, ILC2s）が注目されています。ILC2sは、組織修復や免疫調節など、さまざまな生理的および病理的条件下でその重要性を示しています...

学術的背景 体性感覚系は、機械的、温熱的、痛み、かゆみなどの多様な感覚信号を処理する上で重要な役割を果たしています。これらの信号は、異なるタイプの末梢求心性神経を介して脊髄に伝えられ、複雑な処理と統合を経た後、脊髄投射ニューロン（Spinal Projection Neurons, SPNs）によって脳に伝達されます。SPNsは体性感覚系の重要なノードですが、脳内での投射パターンや具体的な機能はまだ完全には解明されていません。特に、単一のSPNsの投射パターンや、それらが脳内でどのように複雑な神経回路を形成するかは、神経科学分野における大きな課題です。 体性感覚系の神経回路をより深く理解するためには、SPNsとその脳内投射を高解像度でマッピングする必要があります。これまでの研究は主にバルクラ...

学術的背景 認知制御は、目標と状況に応じて行動を柔軟に調整する人間の能力であり、前頭前野（Prefrontal Cortex, PFC）がこのプロセスにおいて重要な役割を果たしています。過去の研究では、PFCが高次元のタスク変数表現を通じてルールを読み取り、行動を導くと考えられてきました。しかし、近年の証拠は、視床（Thalamus）がルール選択と情報伝達において重要な役割を果たす可能性を示しています。特に、視床とPFCの密接な接続により、視床はPFCからの入力から関連情報を選択し、それをPFCにフィードバックすることで、後のタスク処理に影響を与えることが可能です。 本研究は、視床がどのようにPFCの入力から抽象的なルールを選択し、PFCとの相互作用を通じてこれらのルールの表現を維持するかを...

学術的背景 TDP-43（TAR DNA結合タンパク質43）は、主に細胞核に存在するRNA結合タンパク質であり、転写、スプライシング、RNA輸送、翻訳など、RNA代謝の複数のプロセスに関与しています。しかし、筋萎縮性側索硬化症（ALS）や前頭側頭型認知症（FTD）などの多くの神経変性疾患では、TDP-43は細胞核から消失し、細胞質に不溶性の凝集体を形成します。この細胞質凝集と核機能喪失は、疾患発生の重要なメカニズムと考えられています。TDP-43の神経変性疾患における重要性は広く認識されていますが、その病理メカニズムはまだ完全には理解されておらず、特に細胞モデルでTDP-43の細胞質凝集と核機能喪失を同時に再現することは依然として課題です。 この問題を解決するため、本研究では、TDP-43の...

アルツハイマー病（Alzheimer’s Disease, AD）は最も一般的な認知症のタイプであり、その特徴は脳内にアミロイドβ（Amyloid-beta, Aβ）プラークと神経原線維変化（Neurofibrillary Tangles, NFTs）が蓄積し、脳機能が徐々に退化することです。AβプラークとNFTsは長い間AD病理のマーカーと考えられてきましたが、これらの病理タンパク質を標的とした治療戦略の効果は限定的で、しばしば重篤な副作用を伴います。したがって、分子および細胞レベルでADの病理メカニズムを深く理解することは、疾患修飾療法の開発にとって極めて重要です。 海馬体は記憶、ナビゲーション、認知と密接に関連する脳領域であり、特にADの初期段階で損傷を受けやすい部位です。しかし、AD...

ニューロン（neurons）は脳の基本計算ユニットであり、その形態と接続方法が脳の計算能力を決定します。ニューロンの多様性は、一連の遺伝子発現波（waves of gene expression）によって駆動され、これらの遺伝子発現波が細胞を一連の急速な発生イベントを通じて導き、最終的にニューロンのアイデンティティを定義します。従来の実験では、ニューロンサブタイプの特異性は、転写因子（transcription factors）と局所シグナルの相互作用によるカスケード反応によって決定されることが示されていました。しかし、単一細胞トランスクリプトミクス（single-cell transcriptomics）の研究は、トランスクリプトーム（transcriptome）自体がニューロンサブタイプ...