同性婚が合法化されていない日本では、各自治体が独自に同性カップルのパートナーシップ証明制度を導入しています。インターネットによる全国調査のデータを分析した結果、同制度のある自治体に居住することは、性的マイノリティの人々の精神的健康の向上とは関連していないことが示されました。　性的マイノリティ（sexual gender minority; SGM）の人々は、スティグマ等の社会的なストレス因子により、シスジェンダー異性愛者（出生時に割り当てられた性別と自分で認識する性別が一致している人）より精神的健康の不調が多いという先行研究が海外にはあります。また、同性婚が合法化された国では、合法...

クロール泳においてバタ足が生み出す水の流れを可視化し、バタ足がどのように水中を進む力を生み、姿勢を安定させているのかを分析しました。その結果、左右の足が作る上下方向の渦が、前進を助けるだけでなく、体のぐらつきを抑えていることも確認され、バタ足の役割が科学的に示されました。　水の中を速く泳ぐためには、手だけでなく足の動きも大きな役割を果たします。バタフライ泳で使われる「ドルフィンキック」については多くの研究が行われており、足の動きによって三次元的な渦が生じ、それが推進力につながることが知られています。しかしながら、クロール泳で使われる「バタ足」は、左右の足を交互に動かすために水の流れ...

拡散光トモグラフィは、近赤外線を用いて生体内部の異常部位を非侵襲的に診断する新しい医療技術です。この診断を高精度に行うための光輸送シミュレーションを、従来の100万倍以上の速さ（約2ミリ秒）で実行するAI（人工知能）モデルの開発に成功し、リアルタイム診断への道を切り拓きました。　近赤外線を使った「拡散光トモグラフィ」は、脳出血や悪性腫瘍などの疾患において、生体内部の異常部位を発見する診断技術として近年用いられています。この手法では、体を傷つけたり放射線を使うことなく、光を生体組織に照射して体内の異常を検出することができます。しかし、高精度な診断を行うには、光の伝わり方を記述する「光...

高温の温泉環境から、自己複製する未知の環状RNAを発見しました。これまで、高温の環境では直鎖型ゲノムを持つRNAウイルスのみが見つかっていましたが、今回はそれとは異なる環状RNAの複製体を見いだしました。このことは、高温極限環境にも多様な自己複製RNAが存在することを示すものです。　生物の多くはDNAを遺伝情報として持ちますが、RNAを遺伝情報として自己複製する因子も知られており、ウイルスやウイロイド（ウイルスよりも小さい感染性RNA分子）などがその例です。これらは生命の起源や進化を考える上でも重要な存在とされていますが、どのような環境にどのような種類の自己複製RNAが存在するのか...

軽症頭部外傷後に、脳脊髄液の微細な動きが脳の部位ごとに異なる形で変化する可能性を示しました。特殊なMRI技術を用い、従来捉えにくかった脳脊髄液の微細な動きを非侵襲的に初めて評価しました。本手法は、外傷後の脳の状態や認知機能との関係を理解するための新しい知見を与えると期待されます。　脳の中には脳脊髄液という液体があり、脳を守ったり、不要な老廃物を外に出したりする重要な役割を持っています。この液体は常にわずかに動いており、その動きが脳の健康に関係していると考えられています。しかし、特に軽い頭のケガ（軽症頭部外傷）の後に、この液体の動きがどのように変化するのかは、これまでほとんど分かって...

新型コロナウイルスに対するmRNAワクチン接種による重篤な副反応として、心筋炎が報告されています。その原因として、ミトコンドリア機能が低下した状態では、ワクチン接種により活性酸素が産生され、心筋において炎症性細胞死が誘導されて心機能低下につながることを明らかにしました。　新型コロナウイルス感染症（COVID-19）に対するmRNA（メッセンジャーRNA）ワクチンは高い有効性を持つ一方で、若年男性を中心に、重篤な心筋炎をまれに引き起こすことが報告されています。しかし、その発症メカニズムは十分に解明されていませんでした。　本研究では、ワクチン接種後に心筋炎を発症した患者の心...

慢性腎臓病の進行には、腎臓の近位尿細管腔中におけるリン過剰負荷が関与すると考えられています。本研究では、血液と尿検査から算出した「推定原尿中リン濃度」が高い人ほど、加齢に伴う腎機能低下が大きいことを明らかにしました。慢性腎臓病の重症化を予測する新たな指標として期待されます。　超高齢社会の日本では、慢性腎臓病の患者数が増加の一途を辿っています。そのため、慢性腎臓病の発症および重症化を早期から予測し、適切な予防対策を講じることが非常に重要です。そこで本研究では、「細胞が高濃度のリンに晒されると傷害を受ける」という事実に着目し、腎臓の近位尿細管腔を流れる原尿中のリン濃度の推定値（推定原尿...

腎臓の糸球体上皮細胞に発現している転写因子MafBの遺伝子異常が原因で、腎不全をきたす中心性手根足根骨溶解症候群（MCTO）の発症メカニズムをモデルマウスで解明しました。また、既存の慢性骨髄性白血病の治療薬により腎障害が改善することが分かりました。　中心性手根足根骨溶解症候群（MCTO）は、腎臓の糸球体上皮細胞内における転写因子MafBの遺伝子変異が原因で発症する発症頻度の低い遺伝性の希少疾患ですが、日本国内にも複数の患者が存在します。MCTO患者の約7割で大量タンパク尿を伴った進行性の腎不全（MCTO腎症）を起こし、有効な治療法はなく、患者の約4割が成人までに末期腎不全に至ります...

先天性心疾患患者において、小児期の身体活動が活発なほど、成人期の座位時間が短く身体活動時間も長くなる傾向を見いだしました。この知見は、先天性心疾患患者に対する個別最適化された生活習慣改善プログラムの構築に貢献すると期待されます。　心臓疾患の管理と外科手術技術の進歩により、先天性心疾患（CHD）患者の約90%が成人期まで生存できるようになりました。一方、成人を迎えたCHD患者は後天的な心血管疾患や精神的な不調のリスクが高いことが知られています。座位行動を減らして身体活動を増やすことは、CHD患者の健康増進に貢献すると考えられますが、これを客観的に評価した研究は少ないのが現状です。そこ...

マウスは、なわばりを守る際、威嚇と攻撃をバランスよく示すことで、攻撃が必要以上に激しくなりすぎないように調整しています。本研究では、外側視床下部から背側縫線核へつながる神経回路の過活動により、このバランスが崩れ、攻撃だけが激しくなってしまうことを見いだしました。　多くの動物にとって、なわばりを守るために攻撃行動を示すことは必要です。しかし、攻撃が激しくなりすぎると、互いにひどい怪我をしてしまう危険があります。そのため、いきなり噛みつくのではなく、自分の強さを誇示したり攻撃的な様子をみせる威嚇行動を示すことで、必要以上に攻撃が激しくなりすぎないように調整しています。マウスも、攻撃場面...

赤系レタスの赤色はアントシアニンによるものです。本研究では、アントシアニン合成関連酵素遺伝子をゲノム編集で機能喪失させ、生育への顕著な悪影響なく赤色が消失することを明らかにしました。またそれに伴って、ケルセチン類を含む他のフラボノイド群が増加することが分かりました。　赤色レタスの赤色はアントシアニンという色素によるものです。この色素は、抗酸化作用で研究されているポリフェノールの一種で、植物の中ではフェニルアラニンというアミノ酸から複数の酵素が段階的に働いて合成されます。その過程で多様なフラボノイド（植物色素の総称）が作られ、最終的にアントシアニンへと変換されます。　本研...

胃ろう（PEG）においては、体内でのチューブの位置異常により胃の出口が閉塞することがあります。本研究では、在宅療養中の患者において、胃ろう（PEG）チューブから吸引された液体と嘔吐物の色の違いから、画像検査を行わずに簡便に、PEGチューブの位置異常を診断できることを見いだしました。 　胃ろう（PEG）は在宅医療を含めて広く行われていますが、まれに体内でのチューブの位置異常により胃の出口が閉塞することがあります。しかし、在宅環境では画像検査が容易でなく、簡便な診断の手がかりが求められています。 本研究では、在宅療養中のPEGチューブ管理中の患者に生じた胃出口閉塞の症例...

多くの光合成細菌にとって酸素は有害ですが、海洋性紅色非硫黄細菌は酸素存在下でも生育できます。この細菌において光合成を担うタンパク質複合体の構造をクライオ電子顕微鏡で観察したところ、新たな膜タンパク質を発見し、酸素存在下でも効率よくエネルギー変換できる仕組みの一端を解明しました。　光合成細菌は光合成の際に酸素を発生しませんが、太陽光エネルギーを高効率で化学エネルギーへ変換する能力を持ちます。また、植物が利用しない近赤外光を利用でき、淡水や海水、温泉など多様な環境に適応しています。中でも海洋性紅色非硫黄細菌Rhodovulum sulfidophilum は、酸素存在下で...

新型コロナウイルス流行下でも、がんリテラシーがあり、自分のリスクを認識し、周囲に勧められている人は胃がん検診の受診意欲が高く、実際の受診にもつながっていました。一方で、ウイルスへの恐怖は短期的に受診意欲を高めましたが、時間がたつと受診行動を抑える可能性が示されました。　新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の流行により、多くの国でがん検診を受ける人が減りました。本研究チームは、そのような状況における人々の心理が、胃がん検診の受診行動にどのように影響するかを調べました。　調査は、新型コロナウイルスの感染が続きながらも社会経済活動の再起が模索され始めた2022年に実施...

全国の訪問看護ステーションのデータを用いた分析を行いました。その結果、高齢者に対して週あたりの訪問リハビリ時間をより多く行った群で、6ヶ月後の日常生活動作の改善との関連が見られることを明らかにしました。十分なリハビリ時間を確保することの重要性を示唆する成果です。　高齢化が進む中、住み慣れた自宅で自立した生活を送り続けるための訪問リハビリテーション（以下、訪問リハビリ）の重要性が高まっています。訪問リハビリは、外出が困難な高齢者の日常生活動作（Activities of Daily Living : ADL）の維持・改善に寄与することが知られていますが、具体的な量（週あたりの訪問リハ...

高齢化と単身化が同時かつ急速に進む人口構造の変化が、脱炭素と人々のエネルギー充足の両方に構造的リスクをもたらすことを日英共同研究によって明らかにしました。当課題の解決には、気候・エネルギー政策にとどまらない、住宅・都市・社会政策を含む分野横断的な政策の再設計が求められます。　日本では、高齢化が進むと同時に、高齢者の一人暮らしも増えています。本研究は、このような人口構造の変化が家庭で必要なエネルギー量や二酸化炭素（CO2）排出量、光熱費の負担にどのような影響を与えるのかについて、日本と英国のデータを用いて分析しました。　分析の結果、日本と英国いずれに...

新型コロナウイルスについて公開ゲノムデータを解析した結果、感染性を高めたとされるスパイクタンパク質の614番目のアミノ酸のグリシンへの変異が、元のアスパラギン酸に戻ったゲノム配列が、デルタ株とオミクロン株に集中して多数見つかりました。また、その時期や検出場所にも偏りがありました。　新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）にはスパイクタンパク質と呼ばれる特徴的な突起構造があり、これが感染を引き起こす鍵となることが知られています。この感染症の世界的流行の初期には、スパイクタンパク質の614番目のアミノ酸であるアスパラギン酸（D614）からグリシンへの変異（G614）が急速に起こり、感...

近年、若者を中心に関心が高まっている水タバコに関連した症例報告を世界中から集めて、特徴を整理したところ、屋外など換気が良い環境で水タバコを使用した人や、屋内で水タバコを使用している人の周りにいるだけであっても、一酸化炭素中毒を起こした事例が報告されていることが分かりました。　水タバコ（シーシャ、フーカーなどとも呼ばれる）は、炭火で加熱したタバコ葉の煙を水に通してから吸引する喫煙方法で、中世末期ごろの中東が起源とされています。2000年代初頭から欧米で広がり始め、日本国内でも近年、若者を中心に水タバコへの関心が急速に高まっています。しかし、炭の不完全燃焼に伴う一酸化炭素（CO）中毒な...

ウニ胚や幼生の神経細胞は、細胞数が少なく、神経分化の流れや分子制御を詳細に追跡することが容易ではありません。今回、バフンウニについて、発生段階ごとの単一細胞RNA-seqアトラス（細胞分布データ集）を構築し、誰もが手軽に1細胞レベルでの遺伝子発現を調べられる形で公開しました。　単一細胞RNAシーケンス（single-cell RNA-seq; scRNA-seq）は、個々の細胞がどの遺伝子を発現しているかを網羅的に解析できる強力な手法です。生物の発生過程では、同じ胚の中でも細胞が多様な運命へ分岐していきますが、scRNA-seqを用いると、細胞集団全体を平均した解析（バルクRNA-...

生物の目の仕組みから着想をえた「イベントカメラ」を用いた非接触の振動計測手法を開発しました。得られたデータを幾何学的に解析し、従来困難だった振動の再構成に成功しました。レーザー光などを使う従来法より手軽で安価に計測可能です。複数の音源を分離して同時に記録できることも確認しました。　非接触での振動計測は、建物や橋などの構造物や飛行機、電車などの安全性を確認するために重要です。レーザー光を用いる手法もありますが、装置は高価で、計器の配置など計測のための準備作業が複雑です。安価な方法として、カメラを用いた振動計測が注目されています。普通のカメラは、一定の時間をかけて光をためてから画像を記...

スマートフォンの健康管理アプリの利用者を対象に、身体活動を促進するための個別化機能として有効な要素を調査しました。その結果、家族や仲間の支援、目標設定やリマインドなどのフィードバック機能が動機づけ要因となる一方、仕事による時間制限や疲労などが障壁要因として挙げられました。　健康管理アプリは、体重管理や生活習慣改善を支援するツールとして急速に普及しています。一方で、多くのアプリの個別化機能は、食事と栄養の記録やフィードバックなどが中心で、健康づくりに重要な身体活動の促進について、利用者の生活状況に合わせて個別に支援する機能は十分とは言えません。そこで本研究では、健康管理アプリの利用者...

無糖の強炭酸水を飲みながら3時間のeスポーツを行うと、真水摂取時より疲労感が抑えられ、楽しさが高まりました。また、認知疲労（判断力低下）と瞳孔径の縮小が防がれ、プレー中の反則も抑えられました。糖分やカフェインに頼らない脳疲労対策として、強炭酸水の活用が期待されます。　長時間のeスポーツは、実行機能の低下と瞳孔収縮を伴う認知疲労を誘発します。その対策の一つとしてカフェインや糖分を含む飲料が用いられますが、それらの常用には健康上の懸念もあります。一方、炭酸水は糖分やカフェインがなくでも、咽頭の感覚刺激を介して脳幹に作用し、実行機能を担う前頭前野に投射する神経活動を高める可能性が報告され...

飲食店などを原則屋内禁煙とする法律（改正健康増進法）が2020年4月に全面施行されたことにより、禁煙飲食店の割合がやや増加したことが確認されました。また、東京都と千葉市による条例（受動喫煙防止条例）により、禁煙飲食店の割合がさらに増加していたことが確認されました。　受動喫煙（他人のタバコの煙にさらされること）による健康への悪影響を減らすため、2020年4月に飲食店などを原則屋内禁煙とする法律（改正健康増進法）が全国で全面施行されました。しかし、この法律は、既存の小規模飲食店に、20歳未満の子どもをタバコの煙にさらさないなどの条件を満たせば、喫煙しながら飲食できる設備の設置を一時的な...

空中超⾳波フェーズドアレイが⽣み出す⾳響流は、触覚提⽰、匂いの輸送、⾳響浮揚といった超⾳波技術の性能を左右する重要な要素です。本研究では、粒⼦画像流速計測と三次元⾳場・流体数値解析を統合し、フェーズドアレイにおける⾳響流の挙動予測モデルを初めて構築し、その性能を実証しました。　空中超⾳波フェーズドアレイは、超⾳波を空中の特定の場所に集めたり⽅向を制御する装置で、⾮接触での触覚提⽰、匂いの輸送、⾳響浮揚などへの応⽤が検討されています。しかしながら、強⼒な超⾳波に伴って発⽣する⾳響流（⾳のエネルギーによって液体や気体などの媒質に⽣じる流れ）は、触覚の印象や物体の⾮接触操作の安定性に...

在宅医療機関の医師が民間サービスと連携して夜間・休日の対応や往診体制を構築すると、往診が提供しやすくなり、医師の仕事満足度や生活の質も向上することが分かりました。特に院長1人で24時間対応することが多い医療機関では、在宅医療の持続性を支える有効な連携モデルとなり得ます。　日本では高齢化により在宅医療のニーズが増えており、24時間体制で対応する診療所や病院が整備されてきました。しかし、多くの施設では在宅医療を担う医師が1人であることが多く、夜間・休日を含む対応の負担が大きいことが課題となっています。　本研究では、夜間・休日に電話相談や往診（患者の要請に応じ予定外に患者の自...

報酬学習と嫌悪学習の両方において、細胞外でヘパラン硫酸（さまざまな生理機能を調節する糖鎖）の硫酸基を除去する酵素「スルファターゼ1（Sulf1）」が必要なこと、また、これらの学習に重要なドーパミン神経回路をSulf1が調節していることを、マウスを用いた行動実験により明らかにしました。　ある行動の結果として報酬（好ましい結果）や嫌悪（好ましくない結果）が得られることを学習し、その行動を強化する報酬学習や嫌悪学習には、大脳基底核の一部である側坐核が関与しています。一方、細胞外スルファターゼ（Sulf1とSulf2）は、ヘパラン硫酸糖鎖の硫酸基を分解することによりさまざまな細胞機能を調節...

ノンアル飲料の提供は飲酒量の減少に有効な手段として指摘されています。本研究では、1ケースのみの単回提供であっても短期的に飲酒量を減少させる効果が確認されました。これにより、低コストかつ職域にも導入しやすい減酒支援策となる可能性が示されました。　過剰なアルコール摂取は世界的な課題の一つで、国連の持続可能な開発目標（SDGs）にも含まれています。働く世代は特に飲酒率が高く、過度な飲酒は労働生産性の低下にも寄与することから、職域での減酒対策が重要です。過剰な飲酒量を減らすための対策として、アルコールテイスト飲料、いわゆるノンアルコール飲料（以下、ノンアル飲料）の利用が挙げられます。本研究...

プリン体の代謝を阻害する免疫抑制剤をマウスに投与すると、生体分子「グアノシンヌクレオチド」の脳内濃度が低下し、細胞内のGTPと結合する低分子量Gタンパク質の活性が抑制されること、それによって脳内の免疫細胞であるミクログリアの形態が変化することを発見しました。　ミクログリアは、脳やせき髄などの中枢神経系で働く免疫細胞です。胎児期から脳内に存在し、生涯を通じて、脳の恒常性を維持する働きがあります。中でも、出生直後におけるミクログリアは、神経回路の形成や異物の除去、脳血管の構築など、多彩な役割を担うことが報告されています。また、これら一連の脳発生過程で、ミクログリアは細胞の形態を変化させ...

食中毒原因菌のサルモネラは、免疫細胞のマクロファージの内部でアルギニン脱炭酸酵素を発現して酸性環境に対応します。今回、この酵素遺伝子のmRNAの非翻訳領域から生成されたsmall RNAがサルモネラの代謝に関与する複数のmRNAと塩基対を形成し、その発現を制御することを発見しました。　生物の遺伝情報であるDNAの塩基配列はmRNAに転写され、その情報を基にタンパク質が翻訳される。1958年にクリックが提唱したこのセントラルグマにおいて、mRNAは単に遺伝情報の鋳型としてみなされてきました。しかしその後、mRNAが小さなRNA（small RNA）を生み出し、他のmRNAと塩基対を形...

高齢の進行がん患者の医療記録の分析から、7割以上に減らすことを考慮すべき薬が処方される一方、時間とともに処方率は減っていくことが分かりました。処方中止は緩和ケア病棟に入院中や多くの薬を飲んでいる患者、女性の患者で多く見られました。がん終末期の患者の負担軽減につながる情報です。　高齢の進行がん患者の中には、がんの症状に関連した薬だけでなく、高血圧や糖尿病など他の病気の薬をたくさん飲んでいる方が多くいます。しかし、人生の最期が近づくと、これらの薬の中には「続けて得られる良い効果よりも、副作用などの害の方が大きくなりうる薬」が出てきます。これを「潜在的な不適切薬（PIMs）」と呼びます。...

日本人オフィスワーカーを対象に、COVID-19流行前後での、犬の飼育状況、運動自己効力感、身体活動量の関係を調査しました。その結果、犬を飼っている人はCOVID-19流行中に身体活動量が大きく減少したものの、その後は回復しました。また、身体活動量には運動自己効力感が強く関連していました。　新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の流行により、人々の身体活動量の低下が問題となりました。本研究では、COVID-19流行に伴う活動制限の中で、犬の飼育および運動自己効力感が日本人オフィスワーカーの身体活動に与えた影響を明らかにするため、Webアンケート調査を行いました。日本国内のオフ...

睡眠に関するスマートフォンアプリの利用者約8万人の大規模データから、睡眠の特徴と労働生産性との関連を調査しました。その結果、「社会的時差ぼけ型」や「不眠傾向型」は労働生産性が低い可能性が示唆されました。　睡眠不足や睡眠リズムの乱れが集中力や生産性に及ぼす影響に関する研究は、これまで、多くが自己申告の睡眠アンケートや小規模な調査に基づいていました。　本研究では、睡眠行動を客観的かつ大規模に把握するため、日本においてスマートフォンの睡眠アプリを利用している就業者の男女約8万人を対象に、アプリの利用記録から、総睡眠時間、寝つきまでの時間（入眠潜時）、夜間の中途覚醒の割合、体...

多剤併用は世界的な課題であり、その適正化には患者と家族の関与が不可欠です。今回、国際的に用いられている"薬を減らすこと"への患者・介護者の態度を測定できる指標であるrPATD（the revised Patients' Attitude Towards Deprescribing）を日本で検証し、適用可能であることを確認しました。　高齢者では複数の病気により薬が増え、副作用や飲み間違いのリスクが高まります。この「多剤併用（ポリファーマシー）」は世界的な課題であり、日本でも薬を適正に使用して、必要に応じて減らす「減薬」の推進が求められています。しかし、医師が減薬可能であると判断しても...

競泳選⼿における⽔中ドルフィンキックの動作が2種類の協調パターンで構成されていることを⾒いだしました。また、速く泳ぐ選⼿では、腕・体幹・⼤腿の協調パターンが特徴的であり、⼤腿の動きに対して肩関節や体幹下部を⼤きく動かして上半⾝を⽔平に保っていることが分かりました。　⽔中ドルフィンキックは下肢のキック動作のみで進む潜⽔泳法で、⿂類や⽔棲哺乳類のように⾝体を滑らかにうねらせることで泳ぐ速度を効率よく⾼めることができます。しかし、⼈間の⾝体構造はこのようなうねり動作に適応していないため、⽔中ドルフィンキックのパフォーマンスを向上させるには⾼度な運動技能を獲得することが必要です。...

アジア6か国の25施設が協力し、腸の難病である炎症性腸疾患（IBD）に合併する肝臓の病気、原発性硬化性胆管炎（PSC）について、初めての大規模な調査を行いました。その結果、アジアのIBD患者ではPSCの合併が欧米より少ないこと、また早期発見の重要性が示されました。　原発性硬化性胆管炎（PSC）は、胆管が慢性炎症と線維化を繰り返すことで徐々に閉塞し、最終的には肝硬変や肝不全に至る難治性の疾患です。潰瘍性大腸炎やクローン病を含む炎症性腸疾患（IBD）と合併することが知られていますが、アジア地域では患者数が少なく、その合併率や臨床経過についての大規模な研究はこれまで行われていませんでした...

世界保健機関（WHO）は障がい者の包括的な社会参加を評価するための指標（CBR Indicators）を開発しています。医療・教育・生計・社会・エンパワーメントの5要素で構成される指標を英語から日本語に翻訳し、その信頼性と妥当性を確認した結果、日本の文脈でも使用できることを示しました。　世界保健機関（WHO）は、障がいのある人が地域の中で生活し社会に参加できる地域を開発するための実践的なアプローチとしてCommunity-Based Rehabilitation（CBR）を提唱してきました。CBRは「保健・教育・生計・社会・エンパワーメント」の5領域からなります。これまでに100カ...

脳を持たないとされてきたウニ幼生に、光で行動を調節する「脳のような」の神経細胞群（中枢）を見いだしました。この神経細胞群は、脊椎動物の脳と一部共通する特徴が確認され、後口動物の共通祖先までさかのぼる脳機能の起源に関する新たな示唆を提供する結果となりました。　本研究は、ウニ幼生の前端部神経外胚葉に、非視覚性光感受性ニューロン（「見る」ためではなく、光を感じて応答する神経）の細胞群を同定しました。これにより、脊椎動物の脳に相当する「中枢」が、脳を持たないとされてきた棘皮動物（ウニ）にも存在する可能性が示唆されました。これらの神経細胞群は、光を感知するタンパク質である非視覚オプシン（Op...

視覚情報と運動とを結びつけて覚える「連合学習」が行われる神経メカニズムとして、小脳の持続的な視覚応答が増強されることによって、行動の目的に関連した情報が増幅され、視覚刺激と行動の対応関係を区別しやすくしていることが分かりました。　「車の運転中に赤信号を見たらブレーキを踏む」「スマートフォンの通知を見てアプリを開く」といった習慣的で円滑な行動は、特定の感覚刺激とそれに対応する運動を結びつけて覚える「連合学習」によって形成されています。近年、このような連合学習に小脳が関与している事が示唆されていますが、具体的な神経メカニズムは分かっていませんでした。　そこで本研究では、ニホ...

感情と覚醒をつなぐ新しい神経経路として、大脳辺縁系の一部である分界条床核のニューロン（神経細胞）が、中脳の深中脳核の興奮性ニューロンを介して覚醒を誘発することを明らかにしました。この経路はストレスによる睡眠障害を引き起こす神経基盤の一つである可能性があります。　私たちの感情やストレスは、眠りや目覚めに大きな影響を与えます。これまで、感情を司る脳の扁桃体やその周辺構造が覚醒に関与することは知られていましたが、その具体的な神経メカニズムはよく分かっていませんでした。　本研究では、脳の扁桃体の延長部にあたる分界条床核（BNST）のGABAというアミノ酸を神経伝達物質とするニュ...

日本のプライマリ・ケアの専門医に対するインタビュー調査により、専門医として仕事に「意味」を感じる経験を、多様な健康問題や複雑な背景を持つ患者への診療や、教育や地域社会への貢献など、6項目に分類しました。これらの経験は、プライマリ・ケア医のキャリア形成に役立つと期待されます。　少子高齢化社会における医療では、特定の臓器だけを診る専門医だけでなく、患者の全体を診る総合診療医（プライマリ・ケア医）の役割がますます重要になります。しかし、日本ではプライマリ・ケアが正式な専門領域として認められたのはごく最近であり、プライマリ・ケア医は、「専門性が曖昧」「ロールモデルが少ない」といった不安を抱...

ランナーは経済的に走るために脂肪量を削ぎ落としていますが、その下肢は軽さほどには振りやすくないことを発見しました。この知見は、運動に従事しないヒトでも体脂肪は体の中心近くに蓄積するため、重くなっても下肢が振りにくくならないという優れた基本特性をヒトが有することを示唆します。　ヒトは動物の中でも長距離走が得意な種ですが、体形や身体組成は個々人で異なり、普段の運動タスクに適応するように特徴づけられます。「走る」動作には、蹴り出した下肢を前後に振り戻す段階があります。付け根が重く末端が軽い"先細り"な下肢の方が振りやすいため、エネルギー消費を抑える上で有利です。それでは、日常的なランニン...

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）ワクチン普及後の追加接種期においても、接種プログラム初期と同様に、インターネット上の情報がワクチンの接種意図に影響を与えること、接種意図の高まりがその後の情報収集を方向づける「循環的影響」を生じさせることを明らかにしました。　新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のワクチン接種プログラムは、日本では2021年に2回接種を基本として始まり、急速に普及しました。その後、変異株の拡大などに伴い、ブースター接種（追加接種）が推奨されました。しかし、それまでに接種を経験した人々が、どのような情報から影響を受け、ブースター接種に対する意図を形成...

ハロ（光輪）と呼ばれる偽像の発生を抑制できる外部アポダイズド位相差顕微鏡を用い、核やミトコンドリアなどの細胞小器官を高精細に観察し、その動きや配置、形の制御が高い安定性をもつことを解明しました。また、構成成分が未解明の生体分子凝縮体様構造体を非標識で観察することにも成功しました。　細胞の中には、遺伝情報を蓄える核や、生命活動に必要なエネルギーを生み出すミトコンドリアなど、さまざまな構造体（オルガネラ）が存在しています。これらのうち、核やミトコンドリアは脂質膜に包まれた「膜性オルガネラ」ですが、膜を持たず分子の集合によって形成される「非膜性オルガネラ」も知られています。こうした「細胞...

脊椎動物では骨にカルシウムが蓄えられていますが、ショウジョウバエを用いた研究により、骨を持たない動物においても、カルシウム貯蔵に特化した器官が存在すること、そしてカルシウムが不足した際にホルモンを介してカルシウムを放出する内分泌システムが存在することを見いだしました。　カルシウムは、筋収縮や神経活動など、動物の生存にとって不可欠な生理機能を担うミネラルです。脊椎動物では、副甲状腺ホルモン（PTH）をはじめとするホルモンが、カルシウム貯蔵庫である骨からのカルシウム放出を制御し、血中カルシウム濃度を維持しています。しかし、昆虫など骨を持たない無脊椎動物の体内でのカルシウム濃度調節の仕組...

子どもに対する糖尿病教育において、教材として漫画を用いた場合、講義と同じように糖尿病に対する知識や予防のための運動量を増やせることが分かりました。また、漫画を読むことは「満足」と感じやすく、その気持ちが行動の変化につながることも明らかになりました。　糖尿病は、子どもから大人まで広く見られる病気であり、小児期での適切な知識や生活習慣の獲得がとても大切です。しかし、「糖尿病は怠け者の病気」「インスリンを使うと動かない方が良い」などの誤解も多く、分かりやすく正しい知識を提供する工夫が必要です。本研究では、糖尿病をテーマにしたオリジナル漫画を作り、これを使った教育の効果を調べました。茨城県...

ラグビー選手の身体パフォーマンスを事前に定量化し、その後発生する膝関節外傷のリスク因子を検討しました。その結果、股関節内旋最大筋力の対称性の高さと股関節伸展最大筋力の高さが膝関節外傷のリスク因子として特定されました。　ラグビーでは、重篤なけがの一つに膝関節外傷があります。その予防策を講じる上で、競技中のどのような身体パフォーマンス（身体接触、筋力、バランスなど）が、重症度の高い膝関節外傷に影響を及ぼすかを明らかにすることが重要です。本研究では、これまで報告されてきた横断的なパフォーマンス評価のみならず、定量的パフォーマンスデータと疫学的外傷調査を用いて縦断的に膝関節外傷のリスク因子...

マウス脳損傷モデルにおいて、視床下部にあるQニューロンという神経細胞を刺激して誘導される冬眠様低体温状態が、神経炎症を抑え神経細胞の生存と運動機能の回復を促進することを明らかにしました。外部冷却を用いない生理的低体温法として、外傷性脳損傷の新たな治療戦略になる可能性があります。　交通事故や転倒などで頭を強く打つと、外傷性脳損傷（TBI）と呼ばれる状態が起こります。このとき、脳が損傷した後に炎症が広がり、神経細胞がさらに壊れてしまうため、運動や記憶に長く後遺症が残ることがあります。その治療法として、現在、体温を下げて脳を守る「治療的低体温療法」が注目されていますが、外部から体を冷やす...

車いすを使用する高齢者が施設に入所すると、入所前とは異なる車いすを使わざるを得ない場合があり、転倒や骨折のリスクが懸念されます。施設に入所する高齢者を分析したところ、入所前と異なる車いすを使用した可能性がある5人に骨折が発生した一方、そうでない人には骨折は認められませんでした。　要介護高齢者の生活を支える車いすは、身体機能に適したものを利用することが重要です。介護保険制度により、高齢者は福祉用具貸与サービスを通じて、さまざまな機能を備えた多機能型車いすを自宅で低負担で利用できます。しかし、介護老人福祉施設に入所すると、このサービスの対象外となるため、施設が所有する標準型車いすを使用...

代謝に反応するセンサー分子CtBP2はの働きは肥満と関連することが知られています。本研究では、CtBP2が活性化されると細胞外に分泌されて全身の代謝を改善（抗老化や健康増進）することを見いだし、その血中濃度が老化や健康の程度を推定する指標になりうることを示しました。　老化は全身性に進行します。例えば見た目に老化している人は内臓機能も老化していることが多いのですが、このことは、皮膚の老化とその他全身の細胞の老化が足並みをそろえて進行すること、ひいては体の一部で起きた老化が全身に伝わる仕組みがあることを示しています。　本研究グループは、代謝に反応するセンサー分子CtBP2に...

大学野球選手を対象に、競技特性に伴う動脈の構造や機能の変化について、血管内皮細胞が血管の健康維持のために行うさまざまな機能に着目し、投手と野手に分けて詳細な調査を実施しました。その結果、特に、大学野球投手の利き腕の上腕動脈では、血管内皮機能が低い傾向が明らかになりました。　アスリートの動脈では、競技の特性に伴ってその構造や機能に合目的な適応が引き起こされます。例えば、野球選手の場合、日々の練習や試合において強度の高い投球動作を繰り返し行っているため、特に、利き腕の上腕動脈において、何らかの運動誘発性の適応が生じていると考えられます。しかし、このような適応は、これまであまり詳しく調べ...

ヒトの遺伝子調節を担うタンパク質である転写因子のゲノム結合データを精査し、未測定データが多数存在することを明らかにしました。これにより、データの偏りが研究や疾患理解に及ぼす影響と、今後の測定対象選択の戦略を提案しました。また、本成果を公開データベースとして整備しました。　ヒトのゲノムには約1,600種類の転写因子があり、400種類以上の組織・細胞型で遺伝子の働きを調節しています。その役割を理解するために重要な手法が、クロマチン免疫沈降シーケンス（ChIP-seq）です。しかしながら、抗体や細胞数などの制約からすべての組み合わせを網羅的に測定することは困難で、多くの重要な組織・細胞型...

高齢者の長期追跡で、手や指を細かく動かす手指機能が低い人は高い人に比べて要介護化リスクが高いことが分かりました。また、要介護化リスクと手指機能の曲線的な量反応関係を初めて明らかにしました。健康寿命の延伸には、これまで注目されてきた足腰の機能に加え手指機能も重要だと考えられます。　高齢期において、歩行や立ち上がりなどに必要な下肢機能の低下は要介護化の一因となることが知られています。本研究チームもこれまで、下肢機能と要介護化との関連を報告してきました。一方、日常生活では、料理や食事、衣服の着脱、歯磨きといった手や指を細かく動かす機能（手指機能）も重要です。手指機能が低下すると、日常生活...

顕微鏡画像上で重なり合って見える細胞膜を、AI技術を用いて個別に識別し、その形状を正確に定量する新たな手法「DeMemSeg」を開発しました。本手法はこれまで困難であった細胞形態の定量的解析を自動化・高速化するもので、細胞の仕組みの解明や関連疾患の研究を加速させることが期待されます。　細胞やその内部にある細胞小器官（オルガネラ）の「形」は、その機能と密接に関連しており、生命現象を解明する上で形の変化を正確に捉えることは極めて重要です。そのための手法として、3次元蛍光顕微鏡で得られたデータを2次元画像に投影した分析がしばしば行われますが、この過程で、立体的に分離している構造同士が画像...

全国約2万人を対象にしたインターネット調査により、転職を経験した人は、頭痛や倦怠感、不眠といった症状を感じやすいことが分かりました。転職は心機一転のチャンスではありますが、心身のストレス要因にもなる可能性も指摘されており、働く人を支える仕組みの見直しが求められます。　転職はキャリアアップの手段として広く行われていますが、その健康への影響については、これまでほとんど注目されてきませんでした。本研究では、全国約2万人を対象にしたインターネット調査のデータを分析し、「転職」と「健康上の自覚症状」の関係を明らかにしました。　その結果、過去1年以内に転職した人は、していない人に比...

ストレスにさらされた昆虫の個体死を誘導するために必要な遺伝子およびシグナル経路を発見しました。許容範囲を超えるストレスにさらされるとこのシグナル経路が活性化し、神経細胞の死が促進されて最終的に昆虫を死に至らしめることが分かりました。　生物は、温度や紫外線、個体間相互作用などさまざまなストレスを受けながら生き延びています。許容範囲内のストレスであれば耐性を発揮することで生存できます。その一方で、許容レベルを超える過剰なストレス（致死ストレス）を受けた場合、個体は死に至りますが、そのようなストレス依存的な個体死の制御メカニズムは未解明のままでした。　本研究グループは、モデル...

福島第一原発の排水路を通じて同原発の港湾へ流出する放射性セシウム（137Cs）の供給源と変動要因を明らかにしました。タンク水漏洩由来の地下水中トリチウム（3H）を水文トレーサとして活用した成果で、137Csの5割は原子炉建屋に降った雨水が起源の「屋根排水」由来と推定されました。　東京電力ホールディングス・福島第一原子力発電所では2011年3月の事故後、複数の汚染水対策が講じられてきました。その結果、放射性セシウム（137Cs）の海洋流出は大幅に減少しましたが、現在もわずかながら続いており、201...

半導体の微細構造の計測に使われていた光波散乱計測を神経細胞の計測に応用することに世界で初めて成功しました。試料に照射した光の回折パターンから形状を読み取る精度を機械学習で高めるなどした成果で、従来の光学顕微鏡に比べて分解能と計測速度が10倍以上になりました。　脳は多数の神経細胞を基本単位として構成され、その一つひとつが情報処理の基盤となっています。しかし、その働きはいまだ十分には理解されていません。特に記憶のメカニズムは脳科学の重要な未解決問題で、その発現原理や情報処理機構は不明です。この問題を解く一つの手法として、単一神経細胞の形態や内部構造の動態を、非侵襲かつ高分解能で計測する...

一つの受精卵から双子が生まれる仕組みについて、ウニの初期胚を用いて調べました。その結果、ウニの１個体を初期段階で半分に分けても、それぞれの断片が自ら体の設計図を描き直し、完全な個体へと発生する細胞の動きと遺伝子の働きを明らかにしました。　19世紀末、ドイツの発生学者ハンス・ドリーシュは、ウニの受精卵を2細胞期で分離すると、それぞれの細胞が独立して完全な個体に成長することを初めて示しました。しかしながら、分離後に胚がどのようにして胚軸（正常な体を形成するための体軸）を作り直し、正常な発生を遂げるのか、その詳細な発生過程や分子メカニズムは、100年以上にわたり解明されていませんでした。...

乳がんの中でも特に再発や転移の頻度が高いトリプルネガティブ乳がんにおいて、腫瘍細胞に発現する糖タンパク質GPNMBが、免疫抑制性の腫瘍随伴マクロファージの分化を促進し、がんの上皮間葉転換と転移を誘導する分子機構を明らかにしました。　がんの死因の大半を占める「転移」は、腫瘍を取り巻く微小環境の変化によって引き起こされます。特に、トリプルネガティブ乳がん（TNBC：エストロゲン受容体、プロゲステロン受容体、HER2受容体がすべて陰性の乳がん）は進行が速く、再発や転移の頻度が高い予後不良ながんです。本研究では、TNBC細胞に発現する糖タンパク質GPNMBが、免疫細胞であるマクロファージに...

急性心筋梗塞や急性腎障害では、救命治療が成功しても、慢性心不全や慢性腎不全に進展する例が多く見られます。これらの発症メカニズムとして、マクロファージや好中球が重要な役割を担っていることを発見し、マウスモデルにおいて有効な、新しい治療薬の開発に成功しました。 　急性心筋梗塞や急性腎障害は、臓器への血流の減少や遮断に伴う虚血が原因で、極めて死亡率の高い疾患です。早期に血流を回復させて救命できても、その後、慢性心不全や慢性腎不全などの臓器機能不全へ移行する例が多く見られます。しかし、急性期の組織障害や、これから慢性臓器不全へ至るメカニズムは充分に解明されておらず、有効な治療法もあり...

筋肉の中でも最も収縮速度が速いIIb型速筋線維は、小型哺乳類では豊富に存在しますが、ヒトではほとんどその発現が失われています。大Maf群転写因子と呼ばれるタンパク質をヒトの筋細胞に過剰発現させると、休眠していた「IIb型速筋プログラム」が再起動されることが分かりました。　筋肉（骨格筋）を構成する筋線維は、遅筋（I型、赤筋）と速筋（II型、白筋）の2種類に大別されます。遅筋はマラソンのような持久的な運動に適しており、一方の速筋は、短距離走やジャンプなど瞬間的に大きな力を発揮する運動に関与します。そして、速筋線維の減少は、加齢や疾患によって生じる筋力低下（サルコペニア）や身体機能障害に...

大人の脳ではごく少数のニューロンしか生まれ変わりません。そのうちのわずか3個が、レム睡眠中に、記憶の定着に重要な働きをすることを明らかにしました。また、その過程において、脳内にある他の細胞とシンクロして活動することが重要であることを、世界ではじめて示しました。 　本研究は、「なぜ睡眠中に記憶が定着するのか？」という問いに対し、脳内で実際に何が起きているのかを明らかにしたものです。特に注目したのは、記憶形成に関わる海馬に存在し、大人になってからも生まれる「新生ニューロン」です。これらはアルツハイマー病で著しく減少することからも、記憶との深い関係が示唆されてきましたが、その具体的...

非接触センサーとAIを組み合わせた感情認識技術により、患者の感情を高精度に推定し、医師の共感的対応を支援できる可能性を示しました。医師が患者の感情を客観的に把握できると同時に共感疲れの軽減にもつながり、医療現場における医師の新たな支援手段になると期待されます。　医療現場では、患者の感情を正しく理解し、適切に対応することが、治療効果や患者満足度の向上に大きく関わるとされています。本研究では、患者の音声や医師との会話内容、生理的反応など複数の情報を組み合わせた「マルチモーダル感情認識」技術を非接触で実現する、新しいフレームワークを開発しました。　この技術は、患者の身体に触れ...

自然言語インタラクションにより聴覚VRを生成するシステムを開発し、PTSD患者へのエクスポージャー療法への応用可能性を検証しました。臨床専門家の評価で、専門知識がなくても短時間で高品質な音響シナリオを作成でき、治療に十分な有効性と実用性があることが確認されました。　心的外傷後ストレス障害（PTSD）は、事故や災害、暴力などによる強いトラウマ体験が原因で起こる精神障害です。その治療法の一つがエクスポージャー療法で、高い効果があることが科学的に示されています。このエクスポージャー療法では、患者が恐怖の対象となる状況に段階的に触れていくことで、不安や回避反応を和らげていきます。...

AI（人工知能）による機械学習を用いた培地最適化において、生物学的変動を学習したモデルを開発しました。このモデルを活用し、市販品と比較して約1.6倍の細胞濃度を達成する高性能な無血清培地の作成に成功しました。　細胞培養は、医薬品製造、再生医療、食品、素材など、多様な分野で活用される基盤技術です。この細胞培養の良し悪しを決める重要な因子は培地（さまざまな栄養成分で構成される溶液）です。そのため、培養の目的に応じた培地の最適化が不可欠です。近年、効率的な培地最適化のために、AI（人工知能）による機械学習が用いられています。しかしながら、学習データとなる細胞培養における実験データには、細...

感染や炎症などの際、白血球の一種である未熟好中球が血液中や炎症局所に増加します。これらの病態では、組織に在住する1型自然リンパ球が活性化し、未熟好中球を骨髄から血液中に移動させ、増加した未熟好中球が組織の炎症を抑制することを発見するとともに、これらのメカニズムを解明しました。　血液中には成熟好中球と未熟好中球という2種類の好中球（白血球の一種）が存在します。通常、好中球の多くは成熟好中球で占められており、炎症を誘導し、病原体に対する宿主防御を担っています。一方、感染、組織の傷害、身体的ストレス、がんの発生時などには、未熟好中球の割合が増加します。しかし、このような病態が未熟好中球を...

日々の睡眠・活動リズムが規則正しい人は、認知機能が良好な状態にあることが分かりました。一方、認知症と関連のある血液中マーカーは、睡眠・活動リズムが「適度に規則正しい」時に最も髙値を示し、不規則または極端に規則的な場合には低値を示すという逆Ｕ字関係にあることも明らかになりました。　睡眠と身体活動は、私たちの心身の健康を支える重要な要素です。これまでの研究では、睡眠時間や運動量の多さなど量的な側面が注目されていましたが、近年、「リズムの規則性」という質的な側面への関心が高まっており、規則正しい睡眠・活動リズムは、心血管リスクの低下や死亡率の低下、さらには認知症の抑制効果のあることが報告...

男子大学ラグビー選手を対象とした縦断的な外傷調査とビデオ分析を通じて、膝関節外傷の発生傾向と受傷メカニズムを検討しました。その結果、膝以外への外力による間接接触が外傷の発生率に関連し、タックル時の動作方向が重症度に影響を与える可能性が明らかになりました。　ラグビーにおける膝関節外傷は発生率や重症度が高く、アスリートへの負担が大きい外傷の一つです。これまでラグビーにおける外傷調査は多く発表されていますが、受傷時の映像を用いたビデオ分析を組み合わせることで、より詳細なメカニズムを明らかにできる可能性があります。　本研究では、2017年から2022年の6シーズンにわたり、男子...

神経疾患の治療における歩行検査では、AIによる定量的解析が検討されていますが、学習用データセットの制約上、適用できる疾患や計測条件は限られていました。今回、生成AIと筋骨格シミュレーションを組み合わせた人工歩行データを活用し、より汎用的で精度の高い歩行解析モデルを実現しました。　歩行検査は、神経疾患の診断・予後・治療方針の決定において重要な役割を果たします。従来は目視による主観的な評価が主流でしたが、近年、AI技術の進展により、カメラなどの簡便なセンサを用いた定量的解析が可能になりつつあります。しかし、動画や健康データの性質上、AIモデルの学習に使えるデータは極めて限られており、解...

装着者がロボットを自ら動かそうとする「意思」がある時、高次な動作の計画や準備を制御する運動前野などの脳領域が活発に働くことを、ロボット動作中の脳計測により世界で初めて明らかにしました。装着者の意思に応じて動くロボットを用いた能動的治療が、脳の再構築を助ける可能性を示しています。　病気やけがで手足が動かしにくくなった人たちのために、腕や足の動きをサポートし、脳が運動を学習することを支援するニューロ・リハビリテーション用のロボットが少しずつ広まってきています。しかし、そのロボットに「ただ動かされる」場合と、「自分で動かそう」と考えながら使う場合とで、それぞれ脳がどのように反応するのかは...

発症率の高い血液がんである濾胞性リンパ腫において、新たな特徴を有するT細胞を複数同定しました。さらに、それらが腫瘍の進展を制御し、患者予後にも深く関与することが明らかとなりました。これにより、悪性リンパ腫の病態理解や臨床的マネジメントが向上することが期待されます。　濾胞性リンパ腫は発症率が高く、再発の多い悪性リンパ腫です。T細胞（リンパ球の一種）の病態への関与が示唆されていましたが、腫瘍性濾胞構造（がん細胞により形成された構造）に存在し、腫瘍細胞との関わりが深い濾胞T細胞の多様性や役割については明らかにされていませんでした。　本研究では、単一細胞レベルでの高解像度の遺伝...

大学サッカー選手を対象に、ボールを止めて方向を変える「トラップ動作」における身体の動きを解析しました。その結果、上級者は、ボールを止める際に、方向転換を予測して、骨盤の向きや足首の動き、ボールとの接触位置を調整し、より素早く正確に次のプレーに移行していることが明らかになりました。　サッカーでは、パスを受けた後に素早く向きを変えて攻撃に移る「トラップ」という動作がとても大切です。特に相手の守備と中盤の間のスペースでこの動作がうまくできると、試合の流れを大きく変えることができます。しかし、実際の試合における、トラップが上手な選手の体の使い方については、これまであまり詳しく分かっていませ...

天然に由来するアルカロイド（窒素を含む有機塩基類）であるテトランドリンが、細胞小器官の一つであるリソソームを損傷させ、リソファジー（オートファジーが傷ついたリソソームを選択的に隔離、分解する）を引き起こすと同時に、リソソームの新生を促す二相性の細胞応答が働くことを見いだしました。　オートファジーとは、細胞の中の不要になったタンパク質や小器官を自己分解する仕組みで、「細胞の掃除屋」とも例えられます。このとき、リソソームと呼ばれる細胞小器官が、分解を担います。これまで、中国や台湾に自生するツヅラフジ科植物Stephania tetrandraに豊富に含まれるアルカロイド（...

2023年夏に出現した新型コロナウイルスのオミクロン株BA.2.86系統の起源を調べたところ、世界中の互いに離れた複数の場所で散発的に検出されていたことが分かりました。また、その遺伝子変異は、ヒトで見られる変異パターンとは異なっており、自然発生では説明が難しいことが示唆されました。　新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）のオミクロン株BA.2.86系統は、同株BA.1系統と同様、その祖先にあたる株からスパイクタンパク質に約30の遺伝子変異が突如出現したことが知られています。BA.1系統は極めて感染力が強く、世界中に一気に感染が広がりましたが、BA.2.86系統は大きな流行はせず...

暑熱下において、運動前にカフェインを摂取すると、運動時の過換気や脳血流量減少などの生理的ストレスを増大させる可能性があります。一方、本研究では、運動中にカフェインを摂取すると、前述の生理的ストレス増大を伴わずに、長時間運動の後半にパフォーマンスが向上する可能性を見いだしました。　飲食料品などから日常的に摂取されるカフェインは、運動パフォーマンス向上に有効であることが広く知られていますが、近年、暑熱環境下ではその効果が得られない可能性が指摘されています。本研究グループはこれまでに、暑熱下での運動前にカフェインを摂取すると、深部体温上昇に伴う過度な呼吸（高体温誘発性換気亢進）や、それに...

生命科学分野ではロボットを用いた実験の自動化が進んでいます。本研究では、ロボットが液体を扱う際の流速が酵母細胞の生育と遺伝子発現に及ぼす影響を調べ、液体操作速度の違いは細胞に有意な影響を与えないことを見いだしました。このことは、より効率的な実験の自動化につながると期待されます。　細胞を扱う生命科学研究において、ロボットによる実験の自動化が進んでいます。しかしながら、例えば、液体を吸ったり吐いたりする際の流速（ピペッティング速度）など、ロボットの実験操作パラメーターの設定が、細胞に対してどのような影響を与えるかはよく分かっていませんでした。そこで本研究では、自動分注ロボットを用いて、...

左右の腎臓のうち片側だけに障害を誘導することのできる独自のマウスモデルを開発しました。これを用いて「左右の腎臓が機能的・構造的なバランスを保とうとする現象（腎カウンターバランス）」の分子メカニズムを初めて明らかにしました。　腎臓は左右一対の臓器であり、一方の腎機能が低下すると、他方が代償的に働きを高めることが知られており、このような左右間の動的なバランス調節は、「腎カウンターバランス」と呼ばれています。しかしながら、そのメカニズムは長年不明でした。　本研究では、マウスの糸球体足細胞（腎臓の糸球体表面の上皮細胞）に選択的な障害を与え、片側の腎臓のみに足細胞障害を誘導する2...

人工知能（AI）の物体認識技術を応用したスポーツのパフォーマンス分析法を開発しました。この方法を2名のテニスのサービス動作に対して用いたところ、一定の精度で、動作の類似性や相違性を判定できることが確認されました。　スポーツにおける動作の分析（パフォーマンス分析）は、選手や指導者が目視で行うことができますが、このような分析結果は、主観や経験に左右される可能性があります。そこで本研究グループは、人工知能（AI）の物体認識技術の応用を着想しました。近年、動画上の人の動作の奥行まで推定できる技術が開発されています。これにより動作間の類似、相違点を抽出し、コーチングに役立つ情報をフィードバッ...

知的発達症や自閉スペクトラム症などの神経発達症のある児童・生徒が運動する際に、体育館の床全面に児童・生徒のペースに応じた「動くペースメーカー」を投影すると、道順の理解や走るペースが改善できることを見いだしました。これにより、認知特性に応じた運動サポートの新たな可能性を示しました。　シャトルラン（往復持久走）は、一定の距離を行き来して体力を測るテストで、文部科学省の新体力テストとしても採用され、多くの学校で体力づくりの一環として行われています。しかし、神経発達症（知的発達症や自閉スペクトラム症）のある生徒にとっては、「どこまで走ればいいか」「いつ折り返せばいいか」「自分のペースをどう...

モスクワで行われた240日間の閉鎖実験「SIRIUS-21」において、5人の参加者間の人間関係を調査しました。その結果、実験期間後半になると、仕事時間とプライベート時間の人間関係の境界が曖昧になることが観察されました。一方、これに伴うパフォーマンスレベルの低下は見られませんでした。　有人宇宙ミッションは月や火星を目指すステージへ進もうとしており、より狭い宇宙船内で、限られたクルーメンバーが長期にわたって生活をすることが予想されます。クルー同士の人間関係は、チームとしてのミッション遂行に大きく影響を与えると指摘されています。　本研究では、人間関係の変容のプロセスを定量化す...

プライマリケアにおける「低価値医療・無価値医療」の提供実態を分析しました。その結果、こうした医療の大部分は一部の医師によって提供されており、特に年齢が高い、専門医資格がない、患者数が多い、などの特徴がある医師ほど、その傾向が強いことが分かりました。　「低価値医療・無価値医療」とは、患者にほとんど、または全く健康改善効果をもたらさない医療を指します。こうした医療を減らすことで、過剰な検査や治療を防ぎ、不要な医療費を抑制し、医療資源（財源や人材）をより有効な医療サービスに振り分けることができます。しかし、どのような医師が低価値医療・無価値医療を提供する傾向があるのかについては、これまで...

誰かに悪意ある態度をとられると、攻撃的な気持ちになります。雄のマウスも同じように、相手に挑発されると、いつもよりも攻撃が激しくなります。ただし、その強さは誰に挑発されるかによって異なり、知らない相手や、まだ勝ち負けが決まっていない相手に対してだけ攻撃性が増すことを見いだしました。　誰かにイヤなことをされた後、関係のない人に八つ当たりしてしまうというような行動は、マウスの世界でも見られます。雄のマウスは、自分のなわばりにライバルの雄が入ってくると攻撃しますが、ライバル雄を透明なカゴに入れて提示すると、見えているのに攻撃できない、という状況になり興奮が高まります。これを「社会的挑発」と...

家族性大動脈解離の症例において同定された新規遺伝子変異を導入した自然発症型大動脈解離マウスモデルを確立し、これを用いて、大動脈解離が発症するメカニズムを調べました。その結果、血管内皮細胞の異常とマクロファージ（免疫細胞）の集積が大動脈解離の発症を促進することを見いだしました。　大動脈解離は、大動脈の壁が突然裂けて血管が破綻するため、速やかな治療が必要となる重大な疾患です。特にマルファン症候群などの遺伝性結合組織疾患を持つ患者では、比較的若年で発症しやすく、予防や治療法の確立が求められています。しかし、発症の分子メカニズムは、いまだ十分に解明されていません。　本研究では、...

結晶中に空隙を持つ化合物である銅—クロム・プルシアンブルー類似体に圧力を加えることで、内部に保持されていた水分を排出させる現象を見いだしました。本材料は、乾燥地域などでも温度や湿度の制御を必要とせず、加圧のみで水を得ることのできる、新たなオンサイト水生産技術として期待されます。　銅—クロム・プルシアンブルー類似体は、結晶中に空隙（細孔）を持つ化合物です。これに圧力を加えることで、内部に保持されていた水分を排出させる現象を見いだしました。これまでに報告されているオンサイト水生産技術は温度差や湿度差を利用するため、自然環境に依存しやすい上に、長時間の環境変化を待...

医療介護データの解析から、気管挿管を伴う人工呼吸管理を受け3日を超えて生存した高齢患者の多くは、その後、人工呼吸器を外せていたことが判明しました。一方、要介護3以上の高齢患者では入院期間が長引きがちで、そのデメリットも踏まえて治療方針を相談することが望ましいことも示されました。　人工呼吸器を使った治療をするかどうかを決める時には、その後の見通しについての情報がとても大切になります。しかし、人工呼吸器での治療を受けた高齢の患者さんのうち、どのくらいの方が器械を外すことができているのか、また退院できているのかについては、これまであまり報告されていませんでした。そこで本研究では、つくば市...

介護保険サービスを利用し始めた65歳以上の新規要介護認定者を、心身機能のパターンによって五つの集団に分類し、各集団の特徴や予後を明らかにしました。要介護者本人やケア関係者が要介護者の特徴を意識し、集団ごとに最適な医療・介護サービスの検証と提供につながる成果です。　要介護高齢者は複数の障害を抱えていることが多く、その組み合わせも多様なため、単一の障害に焦点を当てた介入には限界があることが指摘されています。適切な介入の検討には、あらかじめ要介護高齢者の複合的な心身機能の状態を把握しておくことが求められます。　本研究では、日本の2市（茨城県つくば市、千葉県柏市）で新たに介護保...

従来、加齢に伴いミトコンドリアDNAに蓄積された突然変異が、エネルギー産生機能（ミトコンドリア呼吸機能）を低下させ老化を促すとされていましたが、早期老化モデルマウスと同程度の突然変異を野生型マウスに蓄積させてもミトコンドリア呼吸機能は低下せず、通説の再検証の必要性が示されました。　我々のゲノムは「細胞核に存在するゲノム（核DNA）」と「ミトコンドリアに存在するゲノム（ミトコンドリアDNA：mtDNA）」に大別されます。ミトコンドリアは酸化的リン酸化反応（ミトコンドリア呼吸）により生命活動に必須なエネルギーを産生する細胞小器官であり、mtDNAにはこのミトコンドリア呼吸に必要な遺伝子...

脳内の神経活動を解析する新しい手法により、自然に活動する動物脳内の神経活動を99日間以上追跡することが可能になりました。この技術は、撮影のセッションをまたぐデータを高精度に解析できます。記憶の仕組みや神経疾患の進行解明に役立つ重要な研究ツールとして期待されます。　自由に行動し、自然な睡眠を取るマウスの脳内神経活動を可視化するための手法として、超小型顕微鏡によるカルシウムイメージングが広く用いられています。しかし、この手法は、複数のイメージングセッションをまたぐ神経細胞集団の分析において、セッション毎に変化する撮影視野や脳組織の微細な変形を扱うことができず、集団内の同一の細胞を正確に...

(Image by Roman Samborskyi/Shutterstock) 　軽い運動による瞬き頻度の変化と実行機能（目標に向かって行動を制御する能力）向上効果との関係を調べました。軽運動後の安静時に自発性（無意識の）瞬き頻度は全体として増えませんでしたが、個人ごとのばらつきに着目...

睡眠計測ゲームアプリと食事・体重管理アプリを同時に利用する2,063人のデータを解析しました。その結果、睡眠計測ゲームアプリ利用開始後の90日間で、総睡眠時間が平均0.8時間長くなっており、また睡眠潜時などの睡眠指標が改善した人は、BMIがより低下していることが明らかになりました。　近年、健康に関する生活習慣を記録できる携帯アプリケーション（以下、アプリ）が開発されており、その中には、ゲーム要素を持たせて継続率や効果を高めるアプリも登場しています。　本研究では、睡眠計測ゲームアプリ「Pokémon Sleep」および株式会社asken（あすけん）の食事・体重管理アプリ「...

2014年から2020年までに全国で発生した交通事故のデータをもとに、高齢運転者の事故を起こすリスクが同乗者の有無によって異なるかを検討しました。その結果、認知機能が低下した運転者においても、同乗者がいると事故を起こしにくい可能性があることが分かりました。　高齢運転者による交通事故を防ぐため、運転免許更新時の高齢者講習や認知機能検査が長年行われ、近年では先進安全技術が搭載された安全運転サポート車の普及が図られています。本研究では、高齢運転者について、同乗者がいると事故を起こすリスクが低いという海外での知見や、同乗者を要する条件付き免許を採用している国があることに注目し、認知機能が低...

(Image by siro46/Shutterstock)　チアミン（ビタミンB1）の分子構造の一部を変化させ、体内に吸収されやすくしたチアミン誘導体は活動意欲向上剤として知られています。ラットにこの誘導体を投与し、その前後の脳波を測定して睡眠覚醒への影響を検証しまし...