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2026/01/21

脳オルガノイドを用いたミトコンドリア病MELAS病態モデルの構築

論文タイトル: Modeling Mitochondrial Disease Using Brain Organoids: A Focus on Mitochondrial Encephalomyopathy, Lactic Acidosis, and Stroke-like Episodes
論文タイトル（訳）: 脳オルガノイドを用いたミトコンドリア病MELAS病態モデルの構築
DOI: 10.3791/69303-v
ジャーナル名: Journal of Visualized Experiments(JoVE)
巻号: J. Vis. Exp. (224), e69303
著者名（敬称略）: 川野史帆里　藤岡正人　他
所属: 北里大学医学部　分子遺伝学
著者からのひと言: 本研究では、患者由来iPS細胞から作製した脳オルガノイドを用い、ミトコンドリア病MELASの病態を再現・解析する手法を確立しました。脳内で進行する神経機能障害を三次元的、二次元的に捉えることで、従来モデルでは困難であった病態理解を可能にしています。本成果は、MELASの病態解明を加速させ、次世代の創薬プラットフォームとして大きく貢献することが期待されます。

抄訳

MELASは、ミトコンドリアDNA変異（特にm.3243A>G）によって引き起こされる代表的なミトコンドリア病である。本研究ではMELASの病態生理を解明するため、患者由来iPS細胞から脳オルガノイドを作製した。患者脳オルガノイドは、m.3243A>G変異のヘテロプラスミー率に依存して、大きさや形態、神経誘導効率に明確な差異を示した。さらに、オルガノイドから解離したニューロンをハイスループットな薬剤スクリーニングに適した二次元培養系へと展開したところ、神経ネットワーク形成においてもヘテロプラスミー依存的な顕著な違いが認められた。これらの結果は、患者由来iPS細胞を用いたオルガノイドモデルが、MELASの発症機構の解明および創薬研究に有用なプラットフォームであることを示している。

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2026/01/14

γセクレターゼによるアミロイドβ産生に影響を与える遺伝子・変異・化合物を探索するための出芽酵母アルツハイマー病モデル

論文タイトル: Saccharomyces cerevisiae Models of Alzheimer’s Disease to Screen Genes, Mutations, and Chemicals Affecting Amyloid Beta Production by γ-Secretase
論文タイトル（訳）: γセクレターゼによるアミロイドβ産生に影響を与える遺伝子・変異・化合物を探索するための出芽酵母アルツハイマー病モデル
DOI: 10.3791/67733-v
ジャーナル名: Journal of Visualized Experiments(JoVE)
巻号: J. Vis. Exp. (220), e67733
著者名（敬称略）: 二井勇人　小川智久　他
所属: 東北大学大学院農学研究科・農学部　酵素化学分野
著者からのひと言: アルツハイマー病研究において中心的な役割を担うγセクレターゼは、その反応が膜内で起こるため、解析が極めて困難な酵素です。本論文では、出芽酵母という単純かつ再現性の高いモデル系を用いて、γセクレターゼ活性とAβ産生を多角的に評価する手法を紹介しています。遺伝子変異解析から創薬スクリーニングまで応用可能な本手法が、基礎研究と治療法開発の架け橋となることを期待しています。

抄訳

γセクレターゼは、触媒サブユニットであるプレセニリンと、ニカストリン、Aph-1、Pen2からなる膜内切断プロテアーゼ複合体であり、アミロイド前駆体タンパク質（APP）やNotchなどのⅠ型膜貫通タンパク質を切断する。APPの切断によって生じるアミロイドβ（Aβ）は、アルツハイマー病患者で蓄積することが知られているが、脂質二重膜内で起こる特異なプロテオリシスの反応機構には未解明な点が多い。本研究では、APPまたはNotch断片をGal4と融合させた人工基質を用いる出芽酵母レポーター系を構築し、γセクレターゼ活性を酵母生育やβ-ガラクトシダーゼ活性で評価した。さらに、酵母ミクロソームを用いたin vitro系により、産生されるAβ分子種の解析を可能にした。本手法は、γセクレターゼ阻害剤（GSI）やモジュレーター（GSM）をはじめとした化合物、ならびに家族性アルツハイマー病関連変異の解析に有用なプラットフォームを提供する。本論文では、動画とともに、これらの遺伝学的・生化学的手法と重要なプロトコルを、詳述する。

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2026/01/13

周波数領域サーモリフレクタンス法による熱物性測定

論文タイトル: The Frequency Domain Thermoreflectance Technique for Thermal Property Measurements
論文タイトル（訳）: 周波数領域サーモリフレクタンス法による熱物性測定
DOI: 10.3791/68908-v
ジャーナル名: Journal of Visualized Experiments(JoVE)
巻号: J. Vis. Exp. (226), e68908
著者名（敬称略）: Alesanmi R. Odufisan(Northwestern University)、　塩見淳一郎（東京大学）　他
所属: 東京大学　工学系研究科　総合研究機構/機械工学専攻　熱エネルギー工学研究室/塩見・李・浅野研究室
著者からのひと言: FDTR法は，レーザー光を用いて材料に触れることなく，非常に小さな領域で熱の伝わり方を調べることができる計測手法です．サーモリフレクタンス法は近年，広く用いられるようになっていますが，本論文ではFDTR法を実際に運用するための基本的な測定手順や注意点を整理し，材料の境界部分において熱の流れがどのように変化するかを具体例とともに紹介しています．FDTR装置の新規導入や測定条件の検討を行う際の参考資料としてご活用いただければ幸いです．

抄訳

周波数領域サーモリフレクタンス（FDTR）法は，材料の熱物性を非破壊かつマイクロスケールの空間分解能で評価できる光学的計測手法である．本手法では，周波数変調したポンプレーザーによって試料表面に周期的な温度変化を与え，プローブレーザーを用いてその局所的な熱応答を検出する．得られた信号を熱輸送モデルに基づいて解析することで，試料の熱伝導率などの熱物性を評価できる．本論文では，FDTR法の実装方法や局所熱伝導率測定の具体的な手順を体系的に解説するとともに，レーザー条件が測定結果に与える影響や誤差要因，不確かさの評価について詳述する．さらに，具体例として単結晶シリコン基板間の界面近傍を対象とした熱伝導率イメージングを行い，界面が局所的な熱輸送特性に影響を与える様子を可視化する．FDTR法は，熱電材料などにおける界面熱抵抗の理解や，材料・デバイス設計の高度化に貢献するものである．

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2025/12/02

好中球細胞外トラップとヒトLDLを用いた血管内皮細胞の刺激

論文タイトル: Stimulation of Vascular Endothelial Cells Using Neutrophil Extracellular Traps in the Presence of Low-Density Lipoprotein
論文タイトル（訳）: 好中球細胞外トラップとヒトLDLを用いた血管内皮細胞の刺激
DOI: 10.3791/68830
ジャーナル名: Journal of Visualized Experiments(JoVE)
巻号: J. Vis. Exp. (222), e68830
著者名（敬称略）: 小濵　孝士　板部洋之　他
所属: 昭和医科大学大学院薬学研究科生物化学分野

抄訳

好中球細胞外トラップ（neutrophil extracellular traps: NETs）は、活性化した好中球が自身のDNAとタンパク質を細胞外へ放出する反応で、貪食とは真逆ともいえる細胞応答である。NETsの発見当初は病原細菌を絡めとる生体防御機構の一つとして認識されたものの、非感染性の疾患でも見出されるようになり、炎症の持続や組織傷害を誘発することで各種疾患の形成に関わる要因の一つとして捉えられている。NETsは血栓や動脈硬化といった血管病変でも形成されるが、リポタンパク質の影響を含めて解析された報告は少ないことから、リポタンパク質と好中球NETsの相互作用の寄与については未解明の点が多く残されている。本論文では、超遠心法によるヒト末梢血からのLDL分画方法、HL-60細胞の分化誘導による好中球様細胞の調製、そしてLDL共存下で作成したNETsを回収してヒト大動脈血管内皮細胞に作用させる一連の方法を紹介する。本手法がリポタンパク質や好中球NETsの内皮細胞への効果の探索に利用され、新たな循環器系疾患の機序の解明に繋がることが期待される。

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2025/09/16

超偏極13C NMRによる生細胞内代謝のリアルタイム検出

論文タイトル: Real-Time Metabolic Detection in Living Cells Using Hyperpolarized 13C NMR
論文タイトル（訳）: 超偏極13C NMRによる生細胞内代謝のリアルタイム検出
DOI: 10.3791/68539-v
ジャーナル名: Journal of Visualized Experiments(JoVE)
巻号: J. Vis. Exp. (221), e68539
著者名（敬称略）: 浦朋人　高草木洋一　他
所属: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構量子生命科学研究所量子生命スピングループ量子超偏極 MRI 研究チーム
著者からのひと言: 超偏極とは、NMR/MRI信号を飛躍的に高感度化する技術で、生体内における代謝物濃度や環境の変化の計測に応用されています。今回の論文では、生細胞を安定に培養しながらNMRを計測できるシステムを構築し、複数回にわたる酵素反応測定を実現しました。この手法によって、細胞の動的な代謝変化や代謝適応機構に迫ることが期待され、今後は薬剤応答や疾患研究にも展開できると考えられます。

抄訳

本研究では、超偏極13C NMRを用いて生細胞内の代謝変化をリアルタイムに検出する方法を確立した。従来のNMR測定は感度の制約から生細胞での応用が困難であったが、超偏極化技術を組み合わせることで、代謝基質や生成物の濃度変化を非破壊的に時系列で追跡できるようになった。本論文では、超偏極13C標識基質を細胞に導入し、その代謝産物をNMRで測定するプロトコールを詳細に解説している。本手法は、がんや代謝疾患研究に加え、薬剤応答やストレス応答といった動的な代謝変化の評価にも応用が期待される。生細胞を対象とした本測定系は、基礎研究から臨床応用に至るまで幅広い発展に寄与する新たな代謝解析手法を提供するものである。

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2025/08/25

マウス鼻腔洗浄液の採集法：最大限の収量と最小限の血液混入を達成

論文タイトル: Murine Nasal Lavage Fluid Collection without Blood Contamination
論文タイトル（訳）: マウス鼻腔洗浄液の採集法：最大限の収量と最小限の血液混入を達成
DOI: 10.3791/68451-v
ジャーナル名: Journal of Visualized Experiments (JoVE)
巻号: J. Vis. Exp. (221), e68451
著者名（敬称略）: Ijaz Ahmad*（イジャーズ・エフマド）佐藤文孝*　角田郁生　他
所属: 近畿大学医学部微生物学講座
著者からのひと言: 鼻腔洗浄液（NLF）は、新型コロナウイルスを含む呼吸器ウイルス感染時に、ウイルスとIgAの定量に使用されます。ヒトNLF採取においては、血液混入は問題となりませんが、マウス・ラットでは血液混入を最小限にするために経気管支法が使用されてきましたが、NLF収量が低いことが問題です。そこで本論文では、NLFを大量に採取できる経咽頭法を改良することで、血液混入を最小限にし、かつ高いNLF収量が達成できる新手法を紹介しています。また、血液の混入をルミノール反応で高感度かつ安価に検出する手法も紹介しています。

抄訳

鼻腔洗浄液（nasal lavage fluid，NLF) には、鼻粘膜のIgA抗体やウイルス・細菌が含まれており、ワクチンや感染症の際に、粘膜免疫測定や病原体同定に使用される。マウスとラットからNLFを採取するルートとして、後鼻孔にカテーテルを挿入しNLFを鼻孔から回収する経咽頭法が、回収量が多いため有用であるが血液の混入が問題である。例として、IgA濃度はNLFより血液で高いため、NLF採取においては、血液の混入を避けることが必須となる。本論文では、経咽頭法を施行する際に、動物の口腔内に綿球を挿入し血液を吸収させることで、NLFへの血液混入を最小限にする新規のNLF採取法を紹介する。この新規NLF採取法が、従来の手法に比べ、血液混入が最小限であることを以下の二つの方法で明らかにした。1）法医学に頻用されるルミノール反応により、簡便かつ高感度でヘモグロビン濃度を測定。2）ELISA法によりIgA濃度を、NLFと血清で定量。

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2025/07/17

発達中および成熟したシロイヌナズナ種子における胚乳細胞層の顕微鏡解析のための無傷組織の調整法

論文タイトル: Preparation of Intact Tissue for Microscopic Analysis of the Endosperm Cell Layer in Developing and Mature Arabidopsis Seeds
論文タイトル（訳）: 発達中および成熟したシロイヌナズナ種子における胚乳細胞層の顕微鏡解析のための無傷組織の調整法
DOI: 10.3791/68217-v
ジャーナル名: Journal of Visualized Experiments(JoVE)
巻号: J. Vis. Exp. (219), e68217
著者名（敬称略）: 瀬田京介　吉本光希　他
所属: 明治大学　農学部生命科学科　環境応答生物学研究室
著者からのひと言: これまで困難とされてきたシロイヌナズナ種子の胚乳細胞層の高解像度ライブイメージングに成功しました。種子の発芽メカニズムを理解するには、胚だけでなく、胚乳細胞層の生理機能にも注目することが重要です。本論文で報告した手法により、種子発芽制御の理解が一層深まると考えられます。本手法は、種子発芽研究における基礎的な科学技術の一つとして広く普及することが期待されます。さらに将来的には、本手法が種子発芽促進技術の開発に貢献し、飢餓のない持続可能な社会の実現に寄与することが期待されます。

抄訳

モデル植物シロイヌナズナの種子において、胚と種皮の間に位置する胚乳細胞層は、種子の成熟や発芽の制御に重要な役割を担っています。その生理機能を分子・細胞レベルで理解するには、顕微鏡による高解像度観察が不可欠です。しかし、胚乳細胞層は種皮の内側に存在し、種子自体も非常に小さいため、組織や細胞を傷つけることなく観察可能な状態で調製するのは困難でした。本論文では、発達中および成熟種子における胚乳細胞層を顕微鏡で観察するためのサンプル調整法を詳述しています。この手法では、固定や切片作製を必要とせず、標準的な実験器具（注射針、精密ピンセット、実体顕微鏡など）を用いるだけで、生きた胚乳細胞を多数観察することが可能です。本手法により、胚乳細胞層の細胞および分子レベルでの研究が一層進展し、その新たな機能の解明に寄与することが期待されます。

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2025/07/04

呼吸筋表面筋電図の取得と半自動解析

論文タイトル: Acquisition and Semi-Automated Analysis of Respiratory Muscle Surface Electromyography
論文タイトル（訳）: 呼吸筋表面筋電図の取得と半自動解析
DOI: 10.3791/67157-v7
ジャーナル名: Journal of Visualized Experiments(JoVE)
巻号: J. Vis. Exp. (215), e67157
著者名（敬称略）: Antenor Rodrigues　松村　海　他
所属: 長崎大学大学院医歯薬学総合研究科
 社会福祉法人致遠会　サンハイツ
著者からのひと言: 呼吸筋EMGの強さ，タイミングの評価においてEMG信号の取得・計測から信号解析まで，簡便に行う手法を概説している．本法は人為的な解析に比べて，６０倍以上の速さで呼吸筋EMGの信号処理ができ，評価者の主観ではなく客観的な指標を提唱する．本法は臨床において吸気負荷と呼吸筋の働きに関するメカニズムに関しての洞察を深めることに有用であると考える．

抄訳

呼吸困難等の呼吸器症状の病態を理解するために，呼吸駆動（呼吸中枢からの指令によって，呼吸運動）を評価することが望ましい．呼吸駆動の評価法の１つに，呼吸筋の筋電図(electromyography: EMG)があげられる．呼吸筋EMGの強度は筋収縮の強さや動員される筋線維数を反映し，EMGのタイミングは吸気流の生成に対しての筋活動の開始や収束を示す．EMGの強度やタイミングは，呼吸負荷がかかるような呼吸器疾患の病態を把握する上で，呼吸筋の協調運動や呼吸中枢からの抑制信号を理解する上で重要となる．本論文では，４つの呼吸筋EMGの計測（皮膚処理，EMG電極貼付）と解析（EMG信号のフィルタリングと変換，吸気流量に対しての筋活動の開始や収束の同定法）について述べる．健常男性を対象に，漸増吸気閾値負荷試験を行い，本法を検証した結果，吸気負荷が高いほど横隔膜以外の呼吸筋活動の開始が早く，活動持続時間は長かった．また，吸気負荷がかかった状態における呼吸筋EMGのタイミングの変化は，EMG振幅の増加と相関が見られた．本法は臨床において呼吸筋活動を定量化し，正常状態および吸気負荷がかかった状態における呼吸筋の運動制御戦略に関する知見を提唱する．

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2025/06/04

ゼブラフィッシュ仔魚の神経筋接合部標本におけるシナプス小胞再利用過程のライブイメージング

論文タイトル: Live Imaging of Synaptic Vesicle Recycling in the Neuromuscular Junction of Dissected Larval Zebrafish
論文タイトル（訳）: ゼブラフィッシュ仔魚の神経筋接合部標本におけるシナプス小胞再利用過程のライブイメージング
DOI: 10.3791/67633-v
ジャーナル名: Journal of Visualized Experiments(JoVE)
巻号: J. Vis. Exp. (216), e67633
著者名（敬称略）: 江頭良明　小野富三人
所属: 大阪医科薬科大学　医学部　生命科学講座　生理学教室
著者からのひと言: ゼブラフィッシュの仔魚は、様々な生理現象を生きた個体の中でリアルタイムに可視化する目的に適したモデル生物だと言えます。例えば、脳全体の神経細胞の活動を生体のまま観察することはすでに可能となっています。今回報告した手法は、より微小なシナプスの活動をとらえる技術です。論文では、魚の体幹部分を切り出した組織標本を使いましたが、将来的には、生きた魚のシナプス活動をリアルタイムにモニターすることができると考えています。

抄訳

神経細胞間のコミュニケーションであるシナプス伝達は、神経伝達物質を含むシナプス小胞が継続的に再利用される過程に依存している。この過程の解析法として、酸性環境にあるシナプス小胞内にpH感受性の蛍光タンパク質を遺伝学的に導入しイメージングする手法が広く利用されている。しかし、遺伝子の導入と光学的イメージングを必要とする技術的制約から、培養神経細胞での実験が多く、生体内や組織標本での利用はまだ限られている。ゼブラフィッシュは、遺伝学的操作が容易なうえ、仔魚は組織が透明であるため蛍光イメージングに適している。私たちのグループでは、シナプス伝達を可視化できる蛍光プローブを運動神経特異的に発現するトランスジェニックゼブラフィッシュを作成している。本論文では、この魚の神経筋接合部標本を用いて、シナプス伝達をライブイメージングする方法を説明している。

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2025/03/07

Sagittal adjusting screwと骨折整復デバイスを用いた胸腰椎破裂骨折に対する最小侵襲治療

論文タイトル: Minimally Invasive Treatment for Thoracolumbar Burst Fracture Using Sagittal Alignment Screws and A Trauma Reduction Device
論文タイトル（訳）: Sagittal adjusting screwと骨折整復デバイスを用いた胸腰椎破裂骨折に対する最小侵襲治療
DOI: 10.3791/66957
ジャーナル名: Journal of Visualized Experiments(JoVE)
巻号: J. Vis. Exp. (213), e66957
著者名（敬称略）: 小川　穣示　岡野　市郎　他
所属: 昭和大学医学部　整形外科学講座

抄訳

Sagittal adjusting screw（SAS）は、可動性のある鞍状のヘッドを持つmonoaxial screwであり、矢状面においてロッドの可動性を許容し、胸腰椎破裂骨折に用いられる。専用の整復デバイスを併用することで、伸展力によるligamentotaxisを利用した椎体高・脊柱管内突出骨片の整復および角度矯正が可能である。また、SASシステムは経皮的に使用可能な最小侵襲手技として用いることが可能であり、従来のシャンツスクリューや通常の多軸椎弓根スクリューと比較して、多くの点で優れている。本プロトコールでは、胸腰椎破裂骨折の治療におけるSASシステムについて各ステップを概説し、整復および固定術の手技について手術動画を用いて解説する。また、単一施設のSASシステムを使用した症例シリーズにおいて、術後の後弯角変化率および椎体高変化率について提示する。

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脳オルガノイドを用いたミトコンドリア病MELAS病態モデルの構築

抄訳

γセクレターゼによるアミロイドβ産生に影響を与える遺伝子・変異・化合物を探索するための出芽酵母アルツハイマー病モデル

抄訳

周波数領域サーモリフレクタンス法による熱物性測定

抄訳

好中球細胞外トラップとヒトLDLを用いた血管内皮細胞の刺激

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超偏極13C NMRによる生細胞内代謝のリアルタイム検出

抄訳

マウス鼻腔洗浄液の採集法：最大限の収量と最小限の血液混入を達成

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発達中および成熟したシロイヌナズナ種子における胚乳細胞層の顕微鏡解析のための無傷組織の調整法

抄訳

呼吸筋表面筋電図の取得と半自動解析

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ゼブラフィッシュ仔魚の神経筋接合部標本におけるシナプス小胞再利用過程のライブイメージング

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Sagittal adjusting screwと骨折整復デバイスを用いた胸腰椎破裂骨折に対する最小侵襲治療

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