合成生物学を利用したがん免疫療法：IDO活性の抑制とCD8+ T細胞応答の再プログラミングによるがん免疫療法のための細菌工学 学術的背景 近年、がん免疫療法は大きな進展を遂げており、特にT細胞を活性化することで腫瘍に対抗するアプローチが注目されています。しかし、腫瘍微小環境（Tumor Microenvironment, TME）における代謝適応により、T細胞の機能が損なわれることが多く、免疫療法の効果が制限されています。その中でも、トリプトファン（Tryptophan, Trp）代謝はT細胞の機能において重要な役割を果たしています。腫瘍細胞は、インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ（Indoleamine 2,3-Dioxygenase, IDO）を発現することでトリプトファンを消費し、...
藍藻-プロバイオティクス共生体による腸管炎症とマイクロバイオーム調節の研究 学術的背景 炎症性腸疾患（Inflammatory Bowel Disease, IBD）は、クローン病（Crohn’s Disease, CD）や潰瘍性大腸炎（Ulcerative Colitis, UC）を含む慢性腸管炎症性疾患の一群です。IBDの病因は複雑で、腸管粘膜バリアの機能障害、腸内細菌叢の乱れ、過剰な免疫応答や炎症性サイトカインの放出が関与しています。現在、IBDの治療は主に抗炎症薬や免疫抑制剤、例えば5-アミノサリチル酸（5-ASA）、コルチコステロイド、腫瘍壊死因子（TNF）拮抗剤に依存しています。しかし、これらの治療法はIBDの根本的な原因を解決するものではなく、長期的な使用により重篤な副作用（例...
微生物集団における栄養共制限の定量化と動的特性 学術的背景 微生物の成長、生理、代謝活動は、資源の可用性によって根本的に制御されています。どの資源が微生物の成長を制限し、どの程度制限しているかを理解することは、微生物学の核心概念であるだけでなく、微生物が生物地球化学的循環に与える影響を予測したり、人体内の病原体を抑制したり、バイオテクノロジーで微生物を培養したりする上でも有用です。単一の制限資源を個別に研究することは可能ですが、微生物が複数の資源によって同時に制限される「栄養共制限」（colimitation）が頻繁に起こるという証拠があります。しかし、栄養共制限を定量化する方法が不足していることや、資源条件に対する体系的なテストが不足しているため、既存のデータは解釈や比較が難しい状況です。...
細菌整流における輸送とエネルギー学の研究 学術的背景 自然界では、多くの生物システムが微小粒子の指向性運動に依存してその機能を実現しています。例えば、分子モーター（キネシンなど）が微小管上を一方向に移動することは、細胞内物質輸送の鍵となるメカニズムです。しかし、この指向性運動の生成メカニズムとそのエネルギー学的特性は、未だ完全には解明されていません。特に非平衡状態のシステムにおいて、非対称な幾何学的構造（例えば漏斗形の障害物）を用いてランダムに運動する活性粒子（細菌など）を指向性運動に変換する方法は、基礎科学的な意義と潜在的な技術応用を持つ研究テーマです。 細菌整流（bacterial rectification）とは、非対称な幾何学的構造（漏斗形の障害物など）を用いてランダムに泳ぐ細菌を指...
術前溶瘤ウイルスOrienX010と抗PD-1阻害剤トリプライマブを用いた切除可能肢端黒色腫の治療：フェーズ1b臨床試験 背景 肢端黒色腫（Acral Melanoma、AM）は、進行性が高い黒色腫の亜型であり、中国人の間で発症率が高く、黒色腫全体の約40%を占めます。近年、黒色腫の治療に一定の進展が見られたものの、現行の免疫療法はAMにおいて効果が限られ、新たな術前治療法の確立が必要とされています。AM特有の低腫瘍変異負荷（TMB）と免疫抑制状態により、抗PD-1単剤治療に対する反応率は低く、生存期間も短いです。 近年、術前免疫療法は術後補助療法よりも強力な免疫応答を誘導し、無病生存率（DFS）や全生存率（OS）の改善が期待されています。一方、溶瘤ウイルス療法は、腫瘍微小環境を「免疫冷状態...
持続的なNRG1タイプIII過剰発現によるSOD1G93AマウスのALS関連病理への影響 背景および研究の動機 筋萎縮性側索硬化症（ALS）は、上位および下位運動ニューロンを侵す壊滅的な神経変性疾患であり、進行性の筋麻痺と最終的な死に至ります。現在、ALSの病態進行を顕著に遅延または停止させる効果的な治療法は存在していません。変異型SOD1遺伝子を発現するマウスモデルは、ALS研究において重要な役割を果たしてきましたが、その多くの知見が臨床試験において十分な成果を上げていないことが問題となっています。ALSの複雑な病態形成機構がこの課題の主要な要因です。 表皮成長因子様の成長因子であるNeuregulin-1（NRG1）は、多機能な調節因子として神経系で重要な役割を果たしており、髄鞘形成やシ...