筋萎縮性側索硬化症(ALS)の細胞死を引き起こすメカニズムを解明|活性化カルパインが核膜孔複合体構成因子を切断し、核-細胞質輸送を障害|東大




■筋萎縮性側索硬化症(ALS)の細胞死を引き起こすメカニズムを解明|活性化カルパインが核膜孔複合体構成因子を切断し、核-細胞質輸送を障害|東大

ALS運動ニューロンで起こる核膜孔複合体を介した細胞死カスケード
孤発性ALSの病態を示すモデルマウスの脊髄運動ニューロンでは、活性化されたカルパインが核膜孔複合体(NPC)の構成因子(Nucleoporin)を切断し、核-細胞質輸送を障害する。その障害により細胞の遺伝子発現が抑えられ、生理機能が阻害され細胞死に陥ることが示唆される。

参考画像:筋萎縮性側索硬化症(ALS)の細胞死を引き起こすメカニズムを更に解明-活性化カルパインが核膜孔複合体構成因子を切断し、核-細胞質輸送を障害- (2017/1/3、東京大学プレスリリース)|スクリーンショット

筋萎縮性側索硬化症(ALS)の細胞死を引き起こすメカニズムを更に解明-活性化カルパインが核膜孔複合体構成因子を切断し、核-細胞質輸送を障害-

(2017/1/3、東京大学プレスリリース)

本研究グループは、ALS の病因解明研究を進めるなかで、異常なカルシウム透過性 AMPA受容体(注4)が発現していることが病因に関わる疾患特異的分子異常であり、細胞内カルシウム濃度の異常な上昇がカルパインの活性化を通じて ALS 運動ニューロンに特異的に観られる TDP-43 病理を引き起こすことを既に明らかにしていました。今回、カルパインの活性化がNPC の構成因子であるヌクレオポリンを異常に切断することで、核-細胞質輸送を障害することを解明しました。この障害は運動ニューロンでの必要な遺伝子発現を抑えるので、細胞の生理活動が阻害され細胞死に陥ることが考えられます。

国際医療福祉大学臨床医学研究センター郭伸特任教授(東京大学大学院医学系研究科)、山下雄也特任研究員(東京大学大学院医学系研究科)らの研究グループは、東京医科大学相澤仁志教授との共同研究で、カルパイン(細胞に広く発現しているカルシウムにより活性化するタンパク分解酵素)の活性化が核膜孔複合体(Nuclear Pore Complex;NPC)の構成因子であるヌクレオポリンを異常に切断しすることで、核と細胞質輸送が障害され、細胞死を引き起こすメカニズムを解明しました。

この障害が運動ニューロンでの必要な遺伝子発現を抑えるので、筋萎縮性側索硬化症(ALS)の原因メカニズムであることが明らかになりました。







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新規T細胞「HOZOT」を活用したがん細胞へ選択的に治療薬を届ける新技術を開発|岡山大




新規T細胞「HOZOT」を活用したがん細胞へ選択的に治療薬を届ける新技術を開発|岡山大

新規T細胞「HOZOT」を活用したがん細胞へ選択的に治療薬を届ける新技術を開発|岡山大
新規T細胞「HOZOT」を活用したがん細胞へ選択的に治療薬を届ける新技術を開発|岡山大

参考画像:広がったがん細胞へ選択的に治療薬を届ける新技術を開発 新規T細胞「HOZOT」のウイルス療法への応用(2016/12/16、岡山大学プレスリリース)|スクリーンショット

広がったがん細胞へ選択的に治療薬を届ける新技術を開発 新規T細胞「HOZOT」のウイルス療法への応用

(2016/12/16、岡山大学プレスリリース)

今回、岡山大学大学院医歯薬学総合研究科消化器外科学分野の藤原教授、大学院生の大西医師、岡山大学病院新医療研究開発センターの田澤准教授、株式会社林原の中村研究員らの研究グループは、新規の制御性 T 細胞「HOZOT」のがん細胞への選択的な細胞内侵入効果(Cell-in-Cell activity)を利用して、腫瘍融解ウイルスを搭載した HOZOT 細胞を作製。がん細胞へ選択的に腫瘍融解ウイルスをデリバリーする技術を開発しました。

腫瘍融解ウイルスを搭載した HOZOT 細胞は、がん細胞への選択的なデリバリー機能によってがん細胞内に侵入してウイルスを拡散させるため、腹腔内に広がったたくさんのがん細胞を死滅させる事を動物モデルで証明しました(図)。

岡山大学大学院医歯薬学総合研究科消化器外科学分野の藤原俊義教授、岡山大学病院新医療研究開発センターの田澤大准教授らのグループによれば、新規の制御性 T 細胞「HOZOT(ホゾティ)」のがん細胞への選択的な細胞内侵入効果を利用して、腫瘍融解ウイルス(「テロメライシン」)を搭載したHOZOT細胞を作成し、がん細胞へ選択的に運搬する技術の開発に成功したそうです。




■ピンポイントで治療薬を届けるアイデアの例

Deliveries

by John Loo(画像:Creative Commons)

最近、病気の部位にピンポイントで治療薬を届ける方法が注目を集めています。

ナノカプセルで疾患部位にピンポイントで治療薬を届ける技術|ドラッグデリバリーシステム(DDS)によれば、「ドラッグデリバリーシステム(DDS)」というナノカプセルの中に薬を入れて、体の中の疾患部位にその薬を届けるという技術です。

GOOGLEX、ナノ粒子とウェアラブル端末を用いてがんを早期発見するプロジェクトを発表によれば、「Google X」で生体研究プロジェクトを統括しているAndrew Conrad氏が先日発表したのは、ナノ粒子とウェアラブル端末を用いてがんなどを早期発見するというプロジェクトです。

ナノ粒子を用いたアテローム性動脈硬化症の新治療法とは−米研究によれば、ナノ粒子に抗炎症薬を組み込んで運ばせ、プラークが蓄積されている部位で治療薬を放出させるという研究が行われているそうです。

血液の中を泳いで薬を届ける「3Dプリント魚」が開発される|カリフォルニア大学サンディエゴ校によれば、3Dプリントでできた魚型ロボットが、人間の血液の中を泳いでいって、毒素を探知したり、目的部位に薬を運んだりすることができるようになるかもしれないそうです。

ROBOT ORIGAMI |折り紙からインスピレーションを受けて作られた小さな医療用ロボットが開発によれば、小さな医療用ロボットが人体内部の奥深くに薬品を届けたり、医療行為を行ったりするのに利用できる可能性が期待されています。

パラダイムシフトを起こす!?塩1粒ほどの大きさのカメラを作製することに成功|独シュツットガルト大学によれば、独シュツットガルト大学(University of Stuttgart)の研究チームが考えたのは、直径が毛髪2本分の光ファイバーの先端に3Dプリンターで作製した3つのレンズを備えたカメラを取り付けたもので、侵襲性を最小限に抑えた内視鏡としての活用も期待できるそうです。

■まとめ

今後、個々のがん患者の血液から HOZOT 細胞を樹立する事ができれば、それぞれの患者に合った腫瘍融解ウイルスのがん細胞への選択的なデリバリー技術が可能となり、難治性の腹膜播種転移に対する新たな治療戦略となる事が期待されます。

個人個人のがん患者の血液からHOZOT細胞を作ることができれば、拒絶反応を抑えることができ、がん細胞のみに侵入してウイルスを拡散し、がん細胞を死滅させることができるかもしれません。







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徐々に薬剤がしみ出る埋め込み型デバイスによる網膜色素変性症の治療の開発に期待|東北大

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■徐々に薬剤がしみ出る埋め込み型デバイスによる網膜色素変性症の治療の開発に期待|東北大

USARAF sponsored medical readiness exercise set for Benin

by US Army Africa(画像:Creative Commons)

埋込み型薬剤徐放デバイスによる網膜色素変性症治療へ

(2016/12/13、東北大学)

東北大学大学院医学系研究科 細胞治療分野の阿部 俊明(あべ としあき)教授らのグループは、網膜色素変性症動物モデル(変異型ロドプシン遺伝子[P347L]トランスジェニックウサギ)に対する薬剤(ウノプロストン)徐放デバイスの網膜保護効果を報告しました。本研究によって、本邦の特定疾患に指定されており、難治性で治療法のなかった網膜色素変性症の治療法開発に貢献することが期待されます。

目の難病、患部に埋め込む薬剤 東北大が開発

(2016/12/18、日本経済新聞)

東北大学大学院医学系研究科細胞治療分野の阿部俊明教授らのグループは、薬剤を徐々に放出する装置(徐放化デバイス)を作成し、網膜色素変性症モデルのウサギに対して行なった実験で、網膜変性から視細胞を保護することが示唆されたことから、網膜色素変性症の治療法の開発に役立つことが期待されます。

徐々に薬剤がしみ出る埋め込み型デバイスによる網膜色素変性症の治療の開発に期待|東北大
徐々に薬剤がしみ出る埋め込み型デバイスによる網膜色素変性症の治療の開発に期待|東北大

参考画像:埋込み型薬剤徐放デバイスによる網膜色素変性症治療へ(2016/12/13、東北大学)|スクリーンショット

埋込み型薬剤徐放デバイスによる網膜色素変性症治療へ

(2016/12/13、東北大学)

最近の報告で、緑内障の治療薬であるウノプロストン注 1 は、視細胞を直接的に保護することで網膜の錐体細胞注 2 の変性を抑制する可能性が示唆されました。しかし点眼による治療は患者の治療への理解と積極的な意思に依存し、また、点眼のみでどのくらい有効な濃度の薬剤が網膜へ到達するのかという課題がありました(図 1)。

緑内障の治療薬であるウノプロストンには網膜変性から視細胞を保護する効果が期待されますが、点眼による治療は患者が点眼を忘れてしまう可能性があったり、点眼薬は眼内に行きにくい(点眼のみでどのくらい有効な濃度の薬剤が網膜へ到達するのか)という課題がありました。

そこで我々は、ウノプロストンを徐々に放出する装置(徐放化デバイス)を作成し、後眼部の強膜上に留置して、錐体細胞が集まっている網膜の中心部(黄斑部局所)に薬物を送る方法を検討しました(図 2A)。

そこで、作成されたのが、ウノプロストンを徐々に放出する装置です。

徐放化デバイスはデバイスの埋め込み手術が必要という欠点があるものの、薬剤が眼内に行きやすく、患者が点眼を忘れることによって投薬計画が崩れるということがないというメリットがあります。

その徐放化デバイスを強膜上に埋め込んで、錐体細胞が集まっている網膜の中心部に薬物を送る方法を試すためにウサギによる実験を行ったところ、32週間の長期にわたって網膜変性から視細胞を保護することができたそうです。

この研究成果によって、これまで治療法が確立されていない網膜色素変性症の治療法の開発に貢献されることが期待されます。







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【子供の虫歯二極化】歯科の受診が確認できない子供が65%、「口腔崩壊」の子どもがいる学校の割合も35%




■【子供の虫歯二極化】歯科の受診が確認できない子供が65%、「口腔崩壊」の子どもがいる学校の割合も35%

Dental Project

by ND Strupler(画像:Creative Commons)

子どもの虫歯二極化、口腔崩壊も 経済格差背景か

(2017/5/19、神戸新聞NEXT)

兵庫県内の小中高・特別支援学校で2016年度に行われた歯科検診で、虫歯などが見つかり「要受診」とされた約3万5千人のうち、歯科の受診が確認できない児童・生徒が約2万3千人、65%に上ることが県保険医協会の調査で分かった。未治療の虫歯が10本以上あるなど「口腔(こうくう)崩壊」の子どもがいる学校の割合も35%に上った。

兵庫県保険医協会の調査によれば、歯科の受診が確認できない子供が65%、「口腔崩壊」の子どもがいる学校の割合も35%にのぼったそうです。

むし歯(齲歯)の者の割合の推移|平成 27 年度学校保健統計(学校保健統計調査報告書)の公表について
むし歯(齲歯)の者の割合の推移|平成 27 年度学校保健統計(学校保健統計調査報告書)の公表について

参考画像:平成 27 年度学校保健統計(学校保健統計調査報告書)の公表について|スクリーンショット

子どもの虫歯が激減|就寝前の歯磨き習慣やフッ素を使ったうがいの予防策の浸透が背景によれば、虫歯の割合は幼稚園・小中高校とも1980年ごろから低下傾向が続いているにもかかわらず、今回の調査結果を合わせて考えると、二極化が進んでいる可能性があります。

同協会によれば、この背景には「貧困(仕事が忙しく、子供の歯に気をつかう時間的・経済的余裕がない)」があると考えられるそうです。

口腔崩壊の児童・生徒がいる場合、家庭状況について尋ねた(複数回答)ところ「一人親家庭」が37%で最も多く、「保護者の健康への理解不足」(33%)、「経済的困難」(32%)などが目立った。

「所得」「地域」「雇用形態」「家族構成」の4つが「#健康格差」の要因|#NHKスペシャル低所得者ほど穀類摂取が多く、野菜・肉類は少ない、喫煙者の割合が多いによれば、低所得者の人には、歯の本数が20本未満の人の割合が多いそうで、所得の高さと健康な歯の本数とには関連があると考えられそうです。

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■まとめ

歯の健康と生活習慣病との関係が最近注目されています。

例えば、糖尿病と歯周病との関連 免疫低下で原因菌増加で紹介した愛知学院大歯学部歯周病科の野口俊英教授によれば、歯周病と糖尿病には共通点があるそうです。

  1. 初期に顕著な自覚症状がない
  2. 罹患率が高い
  3. 生活習慣病
  4. 慢性疾患
  5. 病気の進行のメカニズムが似ている

糖尿病と歯周病の関連性は疫学調査や動物実験などで明らかにされており、糖尿病を多く発症する米アリゾナ州のピマインディアンを対象にした調査では、歯周病の発症率が糖尿病ではない人に比べて二・六倍高い、といったことも分かっているそうです。

糖尿病を発症すると歯周病の進行が早くなるのはなぜでしょうか。

  1. 糖尿病が進行すると、免疫機能が低下し、歯周病を起こす細菌が増えることから。
  2. 歯周病が重症化すると、その細菌と戦おうと「TNF-α」と呼ばれるタンパク質が出されるが、そのTNF-αがインスリンの働きを悪くして、血糖値のコントロールをも悪化させるから。

歯周病になり、歯を失う最大の欠点は、食べ物をかめなくなることです。

噛みごたえのある食事ができなければ、少ない食事量では食事の満足感が得られなくなってしまいます。

子供の時から虫歯が多いということは、将来の健康リスクにも影響する恐れがあります。

経済格差が原因にあるのであれば、子供の歯の健康を守る仕組みを作っていく必要があるのではないでしょうか。

→ 歯周病の症状・原因 について詳しくはこちら

→ 歯周病は糖尿病の合併症の一つ!?糖尿病と歯周病の関係 について詳しくはこちら

→ 歯周病を予防する方法(歯磨き・歯ブラシ) について詳しくはこちら







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脈拍数や血液中の酸素濃度などを表示し、肌に貼れる有機ELディスプレイを開発|東大

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■脈拍数など表示し、肌に貼れる有機ELディスプレイを開発|東大

脈拍数や血液中の酸素濃度などを表示し、肌に貼れる有機ELディスプレイを開発|東大
脈拍数や血液中の酸素濃度などを表示し、肌に貼れる有機ELディスプレイを開発|東大

参考画像:Ultraflexible organic photonic skin|Science Advancesスクリーンショット

肌に貼れる有機ELディスプレイ、東大が開発 脈拍数など表示

(2016/4/19、ITmediaニュース)

顔や手の甲に貼り付け、文字や画像を映し出せる高分子有機EL(PLED)ディスプレイを、東京大学の染谷隆夫教授らの研究グループが開発した。センサーと接続し、脈拍数や血液中の酸素濃度なども表示できる。

東京大学の染谷隆夫教授らの研究グループは、センサーで検知した脈拍数や血液中の酸素濃度を表示できる、肌にフィットして貼っていることに気付かないほど違和感なく装着できる有機ELディスプレイを開発したそうです。

近い将来は、Apple Watchのようなウェアラブル端末は時計型ではなくて、肌に貼り付けるタイプのディスプレイになっていくのかもしれません。

■未来にディスプレイは必要になるのか?

今回の記事からいくつかの未来を予想してみたいと思います。

●物体としてディスプレイを持つ必要がなるのではないか?

対向する超音波フェーズドアレイを用いた三次元非接触マニピュレーション

落合陽一さんのチームが開発した超音波を組み合わせることで物体から水滴までを空中浮遊させ、自在に操ることができる技術が開発されているそうです。

A New Morning

Magic Leapが開発しているのは空間に浮いているかのようなディスプレイです。

つまり、ディスプレイという存在がなくなり、何らかのテクノロジーでティスプレイが表示されるようになっていくのではないでしょうか。

PROJECT SOLI|近い将来リモコンや物理ボタンはなくなる!?によれば、物理的に触れることなく、レーダーで動作を感知して、ボタンを押したりボリュームを上げ下げする方法が考えられているようです。

Welcome to Project Soli

物理的に何かが存在するというものではなく、物体と物体との間にはつなぎ目がなくなっていくのかもしれません。

『世界から「重力、ゲート、繋ぎ目」はなくなる。』について考えてみた

ガラスだけで出来ている家がないように、物体と物体の間には必ず繋ぎ目があるんですよね。

だけど、人間の身体には繋ぎ目はほとんどない。

だから、コンピュータはやがて繋ぎ目のない世界を作るはずなんですよ、3Dプリンタみたいに。




■未来は、肌に貼り付けるタイプor身体に内蔵するタイプ、あらゆるものにセンサーを付けるタイプ

Vision

by Mélanie Plante(画像:Creative Commons)

未来ではセンサーで表示するディスプレイをつけるのではなく、自動的にチェック・治療・データ送信などを行なうようになっていくと考えられます。

例えば、以前、生体工学で健康管理|緑内障を調べるスマ―ト・コンタクトレンズという記事で、定期的にインシュリンを注射しなければならない糖尿病患者の皮膚に超薄型で伸縮自在の電子装置を貼り付け、自動的に注射できるような仕組みというアイデアを考えました。

そのときには、未来はいくつかの選択を迫られることになるでしょう。

1.センサーを肌に貼り付けるタイプ

生体工学で健康管理|緑内障を調べるスマ―ト・コンタクトレンズでは、生体工学を活用した埋込み型、貼り付け型で健康管理に役立つものがいろいろと開発が進んでいるようです。

糖尿病患者に朗報!?グラフェンを使った血糖値測定と薬の投与を行なう一体型アームバンドによれば、韓国の基礎科学研究院の研究者たちが糖尿病患者のためにデザインしたのは、ユーザーの汗をモニターして、血糖値を測定し、血糖値が下がってきている場合には、極小の針で薬を注射するという血糖値の測定と薬の投与の一体型デバイスです。

「ウェアラブル人工すい臓」、機能ごとにモジュール化|インスリン治療を低コストにするアイデアとは?

運転手の脈波から眠気を検知する耳装着型センサー開発-富士通

2.センサーを身体に内蔵するタイプ

未来では、デバイスか、自らの身体にセンサーを内蔵する選択を迫られる?

自らの身体にセンサーを埋め込むなんてという人もいるかもしれません。(私自身もそういう考えの一人です)

ただ、私達はすでに”サイボーグ化”している!?|バイオハックの視点からによれば、「肉体を機械化することに抵抗はないのか」の問いに対して、現在も自分たちの生活は電子的な装置に頼っているのであり、要は程度の問題だというのです。

触覚が感じられる義手開発、米国防総省|脳で義手を動かすことができるようになる!?によれば、脳の「運動皮質」部位と義手を接続して、義手の動きを思考で制御できるようになっています。

緑内障の新治療法!?眼圧を一定に保つ「埋め込み式マイクロポンプシステム」を開発中によれば、目に本来備わっている供給・排出のための通路を活用して、眼内液の供給・排出を行なうことで、眼圧を調整する仕組みにセンサーを連動させれば、自動的に眼圧の調整をできるようになることが期待されています。

皮膚の下に埋め込むチップで血液検査を行う未来が来る!?によれば、スイス連邦工科大学ローザンヌ校のチームが開発しているシリコン製の四角いチップで、血液のpHや温度、血液中に含まれるブドウ糖、コレステロールの値がわかるそうです。

妊娠をコントロールする避妊チップの開発に成功ービル・ゲイツ財団出資の企業によれば、体内に埋め込んで、最大16年間使用でき、妊娠をコントロールする遠隔操作型避妊チップの開発に成功したそうです。

近い将来はインプラント型のコンタクトレンズを着けるようになる!?

3.あらゆるものにセンサーを付けるタイプ

トイレに後付けして糖尿病や高血圧、痛風などを検査できるシステム|サイマックスが開発中

学習機能搭載・排泄検知シート|介護の現場を助けるニオイで検知するシート

「お腹虚弱体質」なエンジニアがIOT駆使してオフィスのトイレ空き状況をスマホでリアルタイムに確認できるシステムを開発

■まとめ

肌に貼り付けるタイプのウェアラブル端末ができる日も近いでしょうね。







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