研究成果・プレスリリースFINDING / PRESS

「膜変形応答性脂質スクランブラーゼTMEM63Bの自己抑制機構を解明」【瀬川勝盛 教授】

東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院 難治疾患研究所 医化学分野の西村萌大学院生（研究当時）、宮田佑吾講師、瀬川勝盛教授らの研究グループは、京都大学の野村紀通准教授、横浜市立大学の西澤知宏教授らと共同で、膜変形応答性脂質スクランブラーゼTMEM63Bを休止状態に保つ新たな自己抑制メカニズムを発見しました。研究グループはこれまでに、TMEM63Bが細胞膜の厚さや曲率などの「膜の物性変化」に応答して活性化され、細胞膜リン脂質を双方向に移動させるスクランブラーゼとして機能すること、さらに、ヒトの発達障害や神経変性を伴う神経疾患の原因となるTMEM63B遺伝子変異が、スクランブル活性を異常に亢進させることを報告してきました。本研究では、この異常活性化と病態との関係を理解する上で鍵となる「TMEM63Bは通常どのように不活性状態を維持しているのか」という課題に取り組みました。TMEM63Bに結合して開状態を誘導するモノクローナル抗体YN9303 24に着目し、その認識部位と機能的意義を詳細に解析した結果、TMEM63Bの細胞質側C末端領域に存在する特定のアミノ酸配列（AQVLQDモチーフ）が、スクランブラーゼを不活性状態に保つ「自己抑制ドメイン」として機能していることを明らかにしました。特に、この領域のごく一部を欠失させたり点変異を導入したりするだけで、TMEM63Bが恒常的に活性化し、細胞膜リン脂質の非対称性分布を崩壊させることが示されました。これらの結果は、TMEM63B変異によって生じるヒト神経疾患においても、C末端領域を含む構造変化や自己抑制機構の破綻が、細胞膜脂質分布の異常や神経細胞機能障害に関与している可能性を示唆しています。今回明らかになったTMEM63Bの活性化・抑制メカニズムは、これらの疾患の発症機構の解明や、新たな治療標的の探索につながることが期待されます。
本成果は、6月4日付で「Journal of Biological Chemistry」誌に掲載されました。

研究内容をみる

「自然免疫の炎症シグナルの終息を制御する新たな脂質–タンパク質相互作用を発見」【佐々木雄彦 教授】

自然免疫はウイルスなどの異物を認識して炎症反応を引き起こす生体防御機構です。その中心的な経路の一つがSTING経路であり、DNAウイルス感染やがん細胞からのDNA漏出を感知して炎症反応を誘導します。一方で、この経路の過剰な活性化は自己炎症性疾患や神経変性疾患などの原因となるため、STING炎症シグナルを適切に終息させる仕組みが重要です。東京科学大学 総合研究院 難治疾患研究所の佐々木雄彦教授と梶保博昭助教は、東北大学 大学院生命科学研究科の東海林紬大学院生、朽津芳彦助教、田口友彦教授、慶應義塾大学、京都大学、旭川医科大学、鹿児島大学と共同で、リソソーム膜に存在する脂質PI(3,5)P2がESCRT複合体の構成因子CHMP4Bをリソソーム膜へ呼び込みSTINGのリソソーム内包化を制御すること、およびこのプロセスによりSTING炎症が終息していることを明らかにしました。本研究は、リソソーム脂質とタンパク質の相互作用が自然免疫シグナルの終息を制御することを示したものであり、STINGによるシグナルを標的とした新しい治療法開発への応用が期待されます。
本研究成果は、2026年5月27日に科学誌「Nature Communications」に掲載されました。

研究内容をみる

「体の中の鉄と酸素を“細胞ごと”に見ることができる新技術を開発」【諸石寿朗 教授】

東京科学大学（Science Tokyo） 総合研究院 難治疾患研究所の諸石寿朗教授、熊本大学大学院医学教育部の前田英仁博士課程学生（研究当時、現 東京科学大学プロジェクト研究員）らの研究チームは、生体内における鉄と酸素の量を可視化する手法を開発しました。鉄と酸素は生命活動に欠かせない重要な元素ですが、生体内において、それらが細胞ごとにどのように使われているかを調べることは困難でした。本研究では、細胞内の「生理活性鉄」と「酸素」の量を単一細胞レベルで観察できる新しい遺伝子コード型蛍光レポーター「Labile Iron and Oxygen Notifier（LiON）」を開発しました。LiONは、鉄と酸素の量に応じて安定性が変化する性質を持つタンパク質を利用しており、培養細胞だけでなく、遺伝子改変マウスを用いた生体内での観察も可能です。本研究により、同じ組織内であっても、細胞ごとに鉄や酸素の状態が大きく異なることが明らかになりました。鉄や酸素の使われ方の違いは、エネルギー代謝や細胞の健康状態、さらには病気のなりやすさと深く関係しています。しかし、これまでの方法では、生体内におけるそれらの状態を細胞単位で観察することはできませんでした。LiONの開発により、鉄や酸素の分布の違いを「見える化」することが可能となり、肝臓病、がん、老化、神経変性疾患など、多くの疾患の理解が進むと期待されます。今後は、さまざまな疾患モデルへの応用や、治療法開発への貢献が見込まれます。
本成果は、熊本大学 疾患モデル分野、形態構築学講座、東京科学大学 制がんストラテジー研究室との共同研究によって得られ、5月8日（現地時間）付で「Cell Reports Methods」誌に掲載されました。

研究内容をみる

「ヒト呼吸器オルガノイドを用いてRSウイルス感染受容体の役割を解明」【高山和雄 教授】

東京科学大学（Science Tokyo） 総合研究院 難治疾患研究所 人体模倣システム学分野の高山和雄教授、京都大学 iPS細胞研究所のAbeer Keshta博士課程学生らの研究グループは、ヒト呼吸器オルガノイドを用いて、ICAM-1とNCLがRSウイルス感染に重要な役割を果たすことを明らかにしました。RSウイルスは、細気管支炎や肺炎などの呼吸器感染症を引き起こすウイルスであり、特に乳児や高齢者では重症化しやすいことが知られています。RSウイルスがヒトの細胞に侵入する際に利用する感染受容体はいくつか報告されていますが、どの感染受容体がどの程度重要であるかは明らかになっていませんでした。そこで研究グループは、先行研究で報告されている4つの感染受容体（ICAM-1、NCL、EGFR、IGF1R）の機能を抑制したヒト呼吸器オルガノイドにRSウイルスを感染させ、ウイルス感染効率を評価しました。その結果、ICAM-1およびNCLの機能を抑制することで、RSウイルスの感染効率が低下することが明らかになりました。さらに、ICAM-1とNCLを同時に抑制したヒト呼吸器オルガノイドでは、RSウイルスの感染効率がさらに低下することが分かりました。本研究成果は、RSV感染機序の理解の進展に寄与することが期待され、今後の治療法や予防法の開発に役立つと考えられます。
本成果は、国際科学誌「Molecular Therapy Nucleic Acids」オンライン版において、2026年4月17日（現地時間）に発表されました。

研究内容をみる

mRNAが体内で『小さな抗体』を作り、細菌の毒素から身体を守る【内田智士 教授】

本研究は、京都府立医科大学大学院医学研究科 麻酔科学 助教 木下真央、同大学附属病院 病院長 佐和貞治、東京科学大学総合研究院難治疾患研究所 先端ナノ医工学分野 教授 内田智士らの共同研究であり、科学雑誌『Nature Communications 』に（2026年4月9日）付けでオンライン掲載されましたのでお知らせします。

研究内容をみる

「腸管生体模倣システムを用いてエンテロウイルスA71の感染病態を再現」【高山和雄 教授】

東京科学大学（Science Tokyo） 総合研究院 難治疾患研究所 人体模倣システム学分野の二ツ迫拓樹特別研究学生、出口清香講師、高山和雄教授らの研究グループは、ヒトES細胞とマイクロ流体デバイスを用いて作製した腸管の生体模倣システム（腸管MPS）を用い、エンテロウイルスA71（EV-A71）感染症の再現に成功しました。EV-A71は主に乳幼児に感染し、手足口病などを引き起こすウイルスです。糞口経路で体内に侵入したウイルスは、まず腸管に感染して増殖した後、他の臓器へと感染拡大します。したがって、EV-A71の初期感染臓器である腸管におけるウイルス増殖を再現し、その機構を解明することが重要です。そこで研究グループは、マイクロ流体デバイス上でヒトES細胞を分化誘導して作製した腸管MPSにEV-A71を感染させ、宿主応答およびウイルス増殖機構を解析しました。その結果、2週間にわたる長期間、EV-A71は腸管MPSに感染したにもかかわらず、インターフェロン（IFN）シグナルの活性化などの抗ウイルス応答や腸管障害を引き起こしませんでした。また、この感染は組換えIFNタンパク質の作用により阻害されたことから、EV-A71の長期感染にはIFNシグナルの制御が関与することが示唆されました。本研究成果は、腸管におけるEV-A71感染症のさらなる理解や、新たな治療薬の創出に貢献することが期待されます。
本成果は、国際科学誌「Journal of Virology」オンライン版において、2026年4月21日（現地時間）に発表されました。

研究内容をみる

「ヒト血漿に含まれる多数の低分子量代謝物を1秒以内で一斉分析」【島村徹平 教授】

東京科学大学（Science Tokyo） 難治疾患研究所 計算システム生物学分野 島村徹平教授は、国立研究開発法人産業技術総合研究所（以下「産総研」）モレキュラーバイオシステム研究部門 三浦大典主任研究員、九州大学 馬場 健史教授、ブルカージャパン株式会社 韮澤崇博士らの研究グループと共同で、イオンモビリティ（IM）分離技術を組み合わせたマトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析法（MALDI-MS）をヒト血漿（けっしょう）に含まれる低分子量代謝物に適用することで、高速かつ再現性の高い分析手法を確立しました。この手法により複数のガン種における患者の層別化が可能であることを確認しました。血液中に存在するアミノ酸や糖などの低分子量代謝物は、生活習慣や疾患などの影響を受けて変動するため、さまざまな遺伝的背景、病態を持つ多数の生体試料の低分子量代謝物をそれぞれ分析し、その情報を解析することで、健康状態や病態の特徴を明らかにできると期待されています。しかし、従来の低分子量代謝物の分析法は、測定の効率や再現性に課題があり、大規模（数千から数十万検体）の試料を同じ基準で分析することは困難でした。
今回、アセトニトリルで希釈するだけという極めて簡便な前処理と、IM分離技術を組み合わせたMALDI-MSを用いた低分子量代謝物の分析手法を確立しました。1検体あたり1秒以下と高速ながら、質量電荷比（m/z）およびイオン移動度の二軸で再現性の高い分析結果が得られます。また、この手法によって得られる血液中の複数の代謝物情報から、健常人と胃ガンや大腸ガンなど複数のガン種の患者を区別して層別化できることを確認しました。低分子量代謝物を体系的に解析するメタボロミクスでは、バイオバンクに蓄積された多様なヒト試料からビッグデータを構築し、疾患の指標となる代謝物（バイオマーカー）の探索や精密医療に向けた基盤を整備することが期待されています。今回開発した手法は、こうした取り組みを加速するための重要な成果です。
なお、この研究成果の詳細は、2026年3月9日に「Microchemical Journal 」に掲載されました。

研究内容をみる

「ヌクレオカプシドタンパク質の変異がオミクロンXEC変異株の病原性を高めることを解明」【高山和雄 教授】

東京科学大学 総合研究院 難治疾患研究所の高山和雄教授、九州大学 大学院医学研究院の福原崇介教授、田村友和准教授、辻野修平特任助教、北海道大学、東京大学医科学研究所、研究コンソーシアム「The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan) Consortium」らの研究グループは、新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）XEC変異株について、そのウイルス学的特性を多角的に解析し、ヌクレオカプシドタンパク質に生じた変異が、病原性の増強に寄与することを明らかにしました。XEC変異株は、2種類のオミクロンJN.1（以下、JN.1）変異株系統の子孫株同士の組み換え現象によって2024年8月ごろに出現し、2025年初頭にかけて世界的に流行した変異株です。XEC変異株は直前の流行株よりも高い実効再生産数を示すことが報告され、世界保健機関（WHO）により「監視下の変異株（VUM）」に分類されていますが、そのウイルス学的特性やそれらを規定する変異は明らかになっていませんでした。
本研究ではまず、数理モデルを用いた解析により、XEC変異株の急速な拡大には主としてスパイクタンパク質の変異が寄与していることを示しました。さらに、XEC変異株を祖先株であるJN.1変異株と比較した解析から、抗ウイルス薬に対する感受性や培養細胞・オルガノイドでの増殖能には大きな差がない一方で、ハムスターモデルではXEC変異株がJN.1変異株より高い病原性を示すことを明らかにしました。そこで病原性増強の要因を解明するため、点変異を導入した遺伝子組換えウイルスを用いた解析を行った結果、ヌクレオカプシドタンパク質のR204P変異が病原性に関与していることを突き止めました。さらに、構造予測および分子生物学的解析から、この変異がNF-κB経路を介した炎症反応を亢進することで、病原性増強に寄与していることを明らかにしました。本研究成果は、新型コロナウイルスの進化と病原性を理解する上で、スパイクタンパク質だけでなく非スパイクタンパク質の役割にも着目することの重要性を示すものであり、今後の変異株の進化予測や病原性評価に資する知見となることが期待されます。
本研究成果は、2025年12月14日（日）付で国際学術誌「Nature Communications」に掲載されました。

研究内容をみる

がん患者の予後に影響する細胞を「1細胞ずつ」見分ける新解析手法を開発【島村徹平 教授】

東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院 難治疾患研究所 計算システム生物学分野の水越周良大学院生、島村徹平教授、ならびに国立がん研究センター研究所計算生命科学ユニットの小嶋泰弘独立ユニット長（東京科学大学 総合研究院 難治疾患研究所 計算システム生物学分野 連携研究員）らの研究グループは、予後に影響する細胞を一細胞解像度で推定する新しい情報解析手法「scSurv」を開発しました。
近年、単一細胞解析の進展により、がん組織内に存在する多様な細胞状態（不均一性）を詳細に捉えることが可能になってきました。一方で、こうした不均一性が患者の予後にどのように関与しているのかを、単一細胞レベルで直接評価することは容易ではなく、単一細胞データと臨床生存データを結び付ける解析基盤の整備が求められていました。そこで本研究グループは、単一細胞RNAシーケンスデータの深層生成モデルと、生存解析で広く用いられている Cox比例ハザードモデルを統合することで、各細胞が臨床転帰（生存）に与える寄与を定量化できる新しい手法「scSurv」を開発しました。scSurvにより、予後に有利または不利に関与する細胞群の同定に加え、それらの寄与度と関連する遺伝子の抽出も可能になります。
本手法は、シミュレーションデータおよび実データを用いて検証され、メラノーマの解析においては、既知の予後関連マクロファージを同定できることが示されました。さらに、腎細胞がんの解析では、空間トランスクリプトーム解析[用語4]と組み合わせることで、組織切片上におけるハザード分布を推定できることも示されました。加えて、複数のがん種に共通する予後関連遺伝子の同定や、感染症データへの適用可能性も示されており、臨床転帰解析の高度化や治療標的探索への貢献が期待されます。
本成果は、国際学術誌「Bioinformatics 」オンライン版において、2025年12月22日に公開されました。

研究内容をみる

「CRISPR-Cas3による新たなin vivoゲノム編集技術を開発」【高地雄太 教授】

東京科学大学（Science Tokyo） 総合研究院 難治疾患研究所 高地雄太教授、同 生体材料工学研究所 山口健介特任助教は東京大学 医科学研究所先進動物ゲノム研究分野の真下知士教授、石田紗恵子助教、北海道大学 大学院薬学研究院の佐藤悠介准教授、信州大学 医学部の関島良樹教授、名古屋大学 糖鎖生命コア研究所・大学院理学研究科の阿部洋教授、理化学研究所らの研究グループと共同で、国産ゲノム編集技術 CRISPR-Cas3を生体内で応用する新たな手法の開発に成功しました（特許出願済み）。
本手法は、CRISPR-Cas3システムをメッセンジャーRNA（mRNA）として脂質ナノ粒子（LNP）（mRNA-LNP）、に搭載し、体内に投与することで標的臓器の遺伝子をゲノム編集する技術です。今回の研究では、肝臓に特異的に送達されるLNPを用いることで、肝臓遺伝子の効率的なゲノム編集に初めて成功しました。今回標的としたトランスサイレチン（TTR）遺伝子は、肝臓で産生されるトランスサイレチンタンパク質（TTR）が変性してアミロイドとして蓄積し、心臓や神経に障害をもたらす難治性疾患トランスサイレチンアミロイドーシス（ATTR）の原因遺伝子です。TTRの産生抑制による治療効果が明らかになっていますが、既存治療は長期間の継続投薬を要する点が課題です。本研究では、CRISPR-Cas3を搭載したLNPを投与することで、マウス肝臓のTTR遺伝子を生体内で直接ノックアウト（破壊）しました。その結果、一度の投与で、継続して血中TTR量が約80％減少し、心臓組織におけるTTR沈着および、それに伴う異物除去細胞であるマクロファージの浸潤が明らかに抑制されました。これらの成果は、CRISPR-Cas3を用いた新しいin vivo遺伝子治療法の実現可能性を示すものであり、ATTRのみならず他の遺伝性疾患への応用にもつながることが期待されます。
本研究成果は、2026年1月5日（英国時間）付で、英国科学誌「Nature Biotechnology」のオンライン版で公開されました。

研究内容をみる

「エムポックスウイルスの増殖を抑える遺伝子を発見」【高山和雄 教授】

東京科学大学（Science Tokyo） 総合研究院 難治疾患研究所 人体模倣システム学分野の仲田吉孝特別研究学生、高山和雄教授らの研究グループは、2022年のエムポックスウイルス（MPXV）アウトブレイク株（2022 MPXV）と従来株を用いた感染実験を行い、2022 MPXV感染細胞で高発現するウイルス遺伝子を解析しました。
エムポックスは、エムポックスウイルス（MPXV）感染によって引き起こされる急性発疹性疾患です。これまで主に中央・西アフリカ地域で流行していましたが、2022年には世界的なアウトブレイクが発生しました。アウトブレイクを引き起こしたウイルス株（2022 MPXV）は、従来株とは異なる系統に属することが知られていましたが、そのウイルス学的性状についてはほとんど明らかにされていませんでした。
そこで研究グループは、MPXV従来株および2022 MPXVを細胞に感染させ、ウイルス遺伝子の発現量を解析しました。その結果、2022 MPXV感染細胞ではOPG175遺伝子が高発現していることが明らかになりました。さらに、OPG175遺伝子の機能を解析したところ、この遺伝子はWntシグナルの活性化を介してMPXVの複製を負に制御している可能性が示唆されました。
本研究成果は、2022 MPXVのウイルス学的特徴に関する理解を深めるものであり、今後の感染機構解明や治療法開発への応用が期待されます。
本成果は、国際科学誌「iScience」オンライン版において、2025年11月19日（現地時間）に発表されました。

研究内容をみる

「ヒトiPS細胞由来呼吸器オルガノイドを用いたRSウイルス感染症研究」【高山和雄 教授】

橋本里菜研究員（京都大学 CiRA増殖分化機構研究部門・研究当時、現・東京科学大学 総合研究院 難治疾患研究所）、高山和雄講師（京都大学 CiRA同部門・研究当時、現・東京科学大学 同研究所）、渡邉幸夫研究員（京都大学 CiRA同部門・研究当時）らの研究チームは、ヒトiPS細胞より分化誘導した呼吸器オルガノイドを用いて、RSウイルス感染時における宿主応答を解析しました。また、ヒト呼吸器オルガノイドを用いてRSウイルスに対するモノクローナル抗体および米国でRSウイルス感染症の治療薬として認可されている リバビリンの抗ウイルス効果を評価しました。研究チームが開発したヒト呼吸器オルガノイドは、呼吸器上皮細胞だけでなくマクロファージや線維芽細胞、血管内皮細胞を含んでいるため、炎症などをより正確に再現することができます。本研究では、RSウイルスを感染させたヒト呼吸器オルガノイドを用いて、RSウイルス感染時のヒト呼吸器における宿主応答を詳細に解析しました。また、ヒト呼吸器オルガノイドを用いてモノクローナル抗体およびリバビリンの抗ウイルス効果の比較を行いました。以上より、ヒト呼吸器オルガノイドはRSウイルス感染症病態解析および創薬研究のための有用なツールとなる可能性が示唆されました。
この研究成果は2025年4月23日に「Life Science Alliance」でオンライン公開されました。

研究内容をみる

「肝障害の悪化に“免疫細胞の鉄”が関与」【諸石寿朗 教授】

東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院 難治疾患研究所 細胞動態学分野の諸石寿朗教授、熊本大学 分子薬理学講座 金森耀平助教、刘赛赛博士課程学生らの研究チームは、CD11c+骨髄系免疫細胞における鉄の過剰が、アセトアミノフェンによる急性肝障害を悪化させることを明らかにしました。本研究では、細胞の鉄調節に重要な役割を果たす遺伝子FBXL5を、CD11c+骨髄系免疫細胞に特異的に欠損させたマウスを作製し、鉄過剰状態にある免疫細胞が肝障害の病態進行に及ぼす影響を解析しました。その結果、FBXL5欠損マウスでは炎症性サイトカインIL-6の発現が著しく上昇し、好中球の肝内への浸潤が顕著に認められました。これに伴い、肝炎症状が悪化し、死亡率も増加しました。さらに、IL-6中和抗体を投与することで肝障害の軽減が確認され、IL-6が病態悪化において重要な役割を果たすことが示されました。アセトアミノフェン中毒による急性肝障害は、進行すると命に関わる肝不全を引き起こすことがあります。これまで免疫細胞の関与は知られていたものの、鉄代謝がその機能に与える影響については十分に明らかにされていませんでした。本研究は、鉄が免疫応答を促進し、炎症を悪化させる仕組みを解明したものです。今後は、免疫細胞内の鉄制御を標的とした新たな肝保護療法の開発が期待されます。
本成果は、東京科学大学 制がんストラテジー研究室との共同研究によって得られ、10月21日（現地時間）付で「Communications Biology」誌に掲載されました。

研究内容をみる

「悪者」と思われていた鉄が守りの役割を発揮し、肝線維化を抑える新たな仕組みを解明【諸石寿朗 教授】

東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院 難治疾患研究所 細胞動態学分野の諸石寿朗教授、熊本大学大学院生命科学研究部 分子薬理学講座の金森耀平助教、金沢大学 医薬保健研究域医学系 人体病理学の原田憲一教授らの研究チームは、マウスモデルを用いた解析により、肝細胞内の鉄が胆汁うっ滞性肝疾患における線維化病態を改善することを明らかにしました。これまで肝臓における鉄は、酸化ストレスを介して細胞死を促進し、慢性肝疾患を悪化させる因子と考えられてきました。しかし今回の研究で、肝細胞に鉄が蓄積すると、胆汁うっ滞性肝疾患における肝線維化が抑制される一面があることが示されました。具体的には、鉄が肝細胞でケモカインCXCL5の発現を高め、それによって線維溶解作用を持つMMP9陽性の好中球の集積が促されました。さらに、患者検体においても、MMP9の発現が高い群では線維化が軽度であることが確認されました。肝線維化は慢性肝疾患の最終段階として肝硬変や肝不全を引き起こし、生命予後を大きく左右します。これまでの研究では鉄を「有害因子」として捉えることが多かったのですが、本研究はその逆に「保護的作用」を明らかにしました。本成果は、鉄代謝や免疫細胞との相互作用を利用した新しい治療法の開発につながる可能性を示唆しています。今後は、鉄代謝やCXCL5-MMP9経路を標的とした治療法の開発や、患者層別化に基づく個別化医療への応用が期待されます。
本研究成果は、熊本大学 免疫ゲノム構造学講座および東京科学大学 制がんストラテジー研究室との共同研究によって得られ、9月11日（現地時間）付で「JHEP Reports」誌に掲載されました。

研究内容をみる

「副腎細胞が“脂肪細胞に変わる”仕組みを解明」【柳井翔吾 特別研究員、佐々木純子 教授（キャリアアップ）】

東京科学大学（Science Tokyo） 総合研究院 難治疾患研究所 病態生理化学分野の柳井翔吾 日本学術振興会特別研究員（PD）、佐々木純子教授（キャリアアップ）、佐々木雄彦教授らの研究チームは、副腎皮質細胞が脂肪細胞様に分化転換する現象を、シグナル伝達リン脂質 PI(3,4,5)P3の蓄積が誘導することを明らかにしました。副腎はストレス応答の主要なエフェクター臓器であり、通常は成熟脂肪細胞を含みませんが、まれに副腎脂肪腫が認められ、その成因は不明でした。
本研究では、副腎皮質で PI(3,4,5)P3 を分解する酵素 PTEN／SHIP2 を同時に欠損させたマウスを作製し、PI(3,4,5)P3 の蓄積がAKT経路の持続活性化と転写因子 PPARγの異所性発現を介して、副腎皮質 X-zoneの細胞を脂肪細胞様に転換させることを実証しました。これにより、副腎に本来存在しない脂肪組織が出現する分子機構を動物モデルで再現し、内因性リン脂質シグナルが細胞運命を非遺伝的に制御することを示しました。
さらに、この知見は、ストレス応答や老化と内分泌代謝の接点に位置する副腎を標的とした、脂質シグナル制御に基づく介入の可能性を示唆します。
本成果は、9月9日付（米国東部時間）の米国科学アカデミー紀要「Proceedings of the National Academy of Sciences」に掲載されました。

研究内容をみる

抗原・免疫刺激分子・糖鎖を一体化した「統合型グリコ・ナノワクチン」を開発【諸石寿朗 教授】

東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院 難治疾患研究所 細胞動態学分野の諸石寿朗教授、鹿児島大学 大学院理工学研究科の新地浩之研究准教授、熊本大学 大学院生命科学研究部 分子薬理学講座の新村麻由美研究員（研究当時、現・株式会社ワールドインテックR&D事業部）らの研究チームは、抗原・免疫刺激分子（アジュバント）・糖鎖を統合的に配置した新しい「統合型グリコ・ナノワクチン（iGN; integrated glyco-nanovaccine）」を開発しました。従来のがんワクチンは効果が限定的でしたが、iGNは抗原提示細胞を強力に活性化し、T細胞によるがん細胞への攻撃を促進することで、マウスモデルにおいて腫瘍を破壊できることを確認しました。さらに、免疫チェックポイント阻害薬との併用によって治療効果が増強されることも明らかになりました。本成果は、がん免疫療法をより幅広い患者に適用できる可能性を拓く重要な一歩です。
近年、免疫チェックポイント阻害薬を中心としたがん免疫療法は注目を集めていますが、依然として効果が得られない患者も多数存在することが課題となっています。がんの種類によっては「免疫が効きにくい状態（冷たい腫瘍）」が存在するため、免疫を呼び覚ます新たな治療戦略の開発が求められてきました。本研究で開発されたiGNは、こうした免疫不応答の壁を突破する可能性を秘めています。今後は、より多様ながん種を対象とした効果検証や臨床応用を進め、患者一人ひとりに適した免疫治療の実現につなげていくことが期待されます。
本成果は、カリフォルニア大学サンディエゴ校 医学部、鹿児島大学 大学院理工学研究科、熊本大学 免疫学講座との共同研究によって得られ、8月29日付で「Communications Medicine」誌に掲載されました。

研究内容をみる

AIとロボットが実験の「裏方作業」もする未来【神田元紀 教授】

東京科学大学総合研究院難治疾患研究所ロボット科学分野の神田元紀教授は、理化学研究所（理研）生命機能科学研究センターバイオコンピューティング研究チームの落合幸治研究員、高橋恒一チームディレクター、AI生物学研究チームの尾崎遼チームディレクター、筑波大学ヒューマニクス学位プログラムの田原（新井）悠也大学院生、梅馨堂合同会社の梅野真代表社員らの研究グループと共同で、細胞が恒常性を維持する機能をヒントに、実験室（ラボ）全体を一つの統合システムと見なし、自らの状態を把握して維持する「Self-maintainability（SeM、セム）」という新たな概念と、SeM対応ラボ（SeM-enabled laboratory）という新たな設計思想を提案しました。近年、生命科学や化学などの実験科学において、ロボットや機器装置が実験操作を行う実験自動化（ラボラトリーオートメーション）が急速に進んでいます。しかし現状では、ロボット用の実験手順を作成したり、試薬や消耗品を適切なタイミングで補充したりするなどの“裏方作業”（以下、ケアと呼ぶ）は相変わらず人間に依存しています。これらのケアの解決が、完全な自動化ラボの実現に残された最後の課題となっています。今回提案したSeM対応ラボは、実験手順の作成・資源管理・トラブル対応など、自動実験を行うために人間が行ってきたケアを、ラボ自体が担えるようになることを目指す設計思想です。生命科学や化学をはじめとする多様な分野で完全自動化研究を加速させる基盤技術の開発につながると期待されます。
本研究は、科学雑誌『Digital Discovery』（8月27日号）の掲載に先立ち、オンライン版（8月19日付：日本時間8月19日）に掲載されます。本研究成果を元に制作されたイラストが、同号の表紙を飾ります。

研究内容をみる

「肺がん細胞の“助け合い”が治療効果を減弱させる新メカニズム」【諸石寿朗 教授】

東京科学大学（Science Tokyo） 総合研究院 難治疾患研究所 細胞動態学分野の諸石寿朗教授、および熊本大学 分子薬理学講座の李浩研究員（研究当時、現・関西学院大学助教）らの研究チームは、肺がんにおけるがん細胞の多様性が治療抵抗性に関与する仕組みを、患者検体の解析およびマウスモデルを用いた実験によって解明しました。
研究チームは、がん細胞の増殖や転移に関わる分子であるYAPおよびTAZ[用語1]の活性に着目し、腫瘍内においてこれらの活性が異なる細胞群が共存する場合、患者の予後が悪化することを明らかにしました。さらに、YAP/TAZ活性が低い細胞は、鉄依存的細胞死であるフェロトーシス[用語2]に強い耐性を示すだけでなく、抗酸化物質BH4（テトラヒドロビオプテリン）[用語3]を産生・分泌することによって、隣接するがん細胞も保護していることが判明しました。この防御機構の鍵となる酵素がGCH1（GTPシクロヒドロラーゼ1）[用語4]であり、GCH1を阻害する薬剤とフェロトーシス誘導剤との併用によって、肺がんの治療効果が動物モデルにおいて大きく高まることを確認しました。
これらの成果は、がん細胞間の"助け合い"によって生じる治療抵抗性という新たな概念を提示するとともに、フェロトーシスを標的とした新たながん治療戦略の開発に道を拓くものです。
本成果は、熊本大学 微生物学講座、免疫ゲノム構造学講座、細胞病理学講座、呼吸器外科講座との共同研究によって得られ、7月6日（現地時間）付で「EMBO reports」誌に掲載されました。

研究内容をみる

「免疫の司令塔・樹状細胞に新種を発見」【樗木俊聡 教授】

東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院 難治疾患研究所の樗木俊聡教授と金山剛士准教授らの研究チームは、金沢医科大学の小内伸幸教授との共同研究により、免疫の司令塔である樹状細胞（DC）の新種を発見しました。通常のDCの起源が骨髄系であるのに対し、このDCはリンパ球系に由来し、肺や皮膚などのバリアー組織に多数存在していました。そして、免疫反応を抑える機能やアレルギー反応の誘導を促す機能に優れていました。DCは、抗原特異的T細胞を活性化させることで、特定の抗原を排除する役割を担っています。抗原を取り込んで消化・分解し、近くのリンパ節に移動してT細胞に抗原を提示し、活性化を促します。DCは、感染症だけでなく自己免疫疾患やがんなど、さまざまな疾患における免疫応答に関与しています。全ての血液細胞は、その分化経路（起源）の違いにより、骨髄系またはリンパ球系に分類されます。骨髄系には顆粒球、単球・マクロファージ、赤血球などが含まれ、リンパ球系には T細胞、B細胞、NK細胞などが含まれます。これまで、大部分のDCは骨髄系に属すると考えられていました。
本研究では、リンパ球系細胞を追跡・判別できる系統追跡マウスを新たに作製・解析し、バリアー組織である肺や皮膚において、大部分がリンパ球系DCであることを明らかにしました。さらに、リンパ球系DCは免疫反応の抑制やアレルギー反応の誘導に優れ、独自の分化経路を持つことが示唆されました。
本成果は、6月6日（米国東部時間14時）に「Science Advances」誌にオンライン掲載されました。

研究内容をみる

「鉄が肝臓を傷つける—新たな細胞死フェロトーシスの正体とは」【諸石寿朗 教授】

東京科学大学（Science Tokyo） 総合研究院 難治疾患研究所の諸石寿朗教授、熊本大学 消化器外科学講座の松本嵩史医員（研究当時、現パリ・サクレー大学 研究員）らの研究チームは、肝臓に過剰に蓄積した鉄が細胞死を誘導し、肝疾患の進行や手術後の回復遅延につながる仕組みを、動物実験および患者データの解析によって解明しました。
本研究では、細胞の鉄調節に重要な役割を果たす遺伝子FBXL5[用語1]を欠損させたマウスを用い、鉄の過剰蓄積とフェロトーシスとの関連を明らかにしました。さらに、フェロトーシスの誘導時に肝臓で活性化される100個の遺伝子群を「iFerroptosis」として特定し、これを肝疾患の評価指標として活用する可能性を提示しました。
これらの成果は、フェロトーシスが肝疾患において果たす役割を再定義するとともに、術後予後の予測や新たな治療戦略（フェロトーシス抑制薬の開発など）への道を拓くものです。
本成果は、東京科学大学 制がんストラテジー研究室、熊本大学 消化器外科講座、熊本大学消化器内科講座、京都大学 がん免疫総合研究センターとの共同研究によって行われ、5月29日付で「Hepatology Communications」誌に掲載されました。

研究内容をみる