熊本大学大学院 生命科学研究部 形態構築学講座では、「臓器や組織の形が、どのように作られ、どんな履歴をたどって今の姿になっているのか」という発生学・解剖学の視点を大切にしています。

この視点に、最新の研究手法や、工学・半導体分野など異分野の技術を融合することで、発育や病気の背景にある臓器ごとの構造的な“個性”や“情報の記録”を読み解き、新しい治療や創薬につながるヒントを見つけるための研究基盤の確立を目指しています。

また、循環器領域で培った専門性を研究の基軸に据えつつ、解剖学教室に着任した現在は、心臓・血管にとどまらず、全臓器・多疾患を対象とする医学研究へとフィールドを拡張し、横断的な病態理解と新発見に取り組んでいます。

研究室を主宰する有馬は、熊本大学で循環器内科医として臨床・研究の研鑽を積んだのち、生命科学研究部 形態構築学講座に着任しました。この異色かつ連続性のあるキャリアを活かし、循環器医学の知識と臨床視点を起点に、あらゆる臓器・疾患の病態背景を発生学・解剖学の観点から捉え直す研究を推進しています。

1. 心血管の発生と成人病態をつなぐ構造横断研究（循環器を起点とした多疾患展開）

発生過程で一度つくられた構造や組織ネットワークは、成体（大人の体）では目に見えなくなっていても、その痕跡や設計上の特性（臓器が“作られた背景の個性”）が臓器内部に残り、病気の起こりやすさ、進み方、治療への反応や薬の効き方に影響を与えている可能性があります。

心臓は、さまざまな細胞が混ざり合いながら形づくられる、非常に複雑な臓器です。私たちは、冠動脈（心臓を支える血管）の形成過程において、本来は骨や頭の組織に関わる細胞グループが冠動脈の壁をつくる血管平滑筋細胞にも寄与していることを発見し、この細胞群を“前耳胞神経堤細胞（Preotic neural crest cells）”と名付けて報告しました。この細胞群が分布するエリアは、成人の血管病で動脈の石灰化（カルシウムが沈着して血管が硬くなる変化）が起こる部位と一致しており、発生と病態の関連性を示す重要な領域として注目しています。
Ref: Preotic neural crest cells contribute to coronary artery smooth muscle involving endothelin signalling（Nature Communications 2012）
https://www.nature.com/articles/ncomms2258

大動脈・冠動脈に分布する神経堤細胞(青)

また、発生の履歴を「壊さず立体で評価する」という観点から、熊本大学工学部と協働し、マイクロX線CTを用いてマウスの下肢血管を全体視点で比較・定量評価できる3D解析法を確立しました。この手法により、発生期に一時的につくられ、その後通常は消える血管が、血流不足（虚血）の状態で新しい血管の迂回ルート（側副血行路）の形成につながる標的候補になり得ることを報告しています。
Ref: Evaluation of Collateral Source Characteristics With 3‐Dimensional Analysis Using Micro–X‐Ray Computed Tomography（JAHA 2018）
https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/jaha.117.007800

マイクロCT撮影の結果明らかになったこと。
人の下肢は外腸骨動脈由来の血管に大きく依存しており、血流障害が起こりやすい。二足歩行になった影響？

このような発生・進化・構造の視点は、循環器疾患だけでなく、がん、慢性炎症、免疫異常、呼吸器疾患、神経疾患、代謝疾患など多様な疾患背景の理解にも応用可能な研究思想であり、現在その展開を進めています。

2. 生活習慣病胎児発症起源説（DOHaD）検証プロジェクト

DOHaD（ドーハッド）は、「胎児期～生後間もない時期の環境が、大人になってからの病気リスクや臓器の脆弱性（病気に対する弱さ）に影響する」という医学の重要な学説です。特に、低出生体重と成人後の循環器疾患リスクの上昇が疫学的に示されていますが、その根本的なメカニズムは未解明であり、十分な予防・治療戦略を構築できていないのが現状です。

本講座では、循環器の「臓器発生応答」の解析設計を起点としながら、DOHaDの検証対象を心臓・血管だけでなく、あらゆる臓器・疾患の発生ストレス応答の理解へと統合的に拡張しています。

DOHaD検証プロジェクト：周産期環境ストレスがもたらす影響を正しく理解し、
多面的介入によりだれもがすこやかに生育できる環境を整備する。

また、発生や病態が変化する過程の“移行期（ライフステージの転換点）”に起こる生体の変化や臓器の応答を深く理解することが、健康長寿社会と予防医療の実現につながると考え、周産期・成熟期・老化期など臓器ごとの応答の解析を進めています。

これまでに、ケトン体が生体に与える影響を検討する過程で、ケトン体合成に必須な酵素を失ったマウス・ラットモデルを用いた解析から、ケトン体合成ステップそのものがミトコンドリア（細胞のエネルギーを支える器官）を保護する働きを持つ可能性を報告し、周産期の臓器発育や成人病の背景理解に新しい視点を提供しました。
Ref: Murine neonatal ketogenesis preserves mitochondrial energetics by preventing protein hyperacetylation（Nature Metabolism 2021）
https://www.nature.com/articles/s42255-021-00342-6

ケトン体合成によるミトコンドリア保護：ケトン体はアセチルCoAを適度に消費することで、
細胞内のアセチルCoAの蓄積を緩和しています。
ケトン合成の律速段階酵素であるHMG-CoA synthase2(HMGCS2)の働きを止めると、
アセチルCoAが蓄積し、ミトコンドリア機能障害・異所性脂肪沈着が進むことを発見しました。

現在は、光工学や誘導操作の技術を応用し、発生ストレスに応答する臓器形成のスイッチやタイミングそのものを検証できる動物モデルの実現を目指し、医工連携の枠組みで研究基盤の強化を進めています。

3. 医学×工学・半導体との融合による「非破壊・立体フェノタイピング」全疾患基盤プロジェクト

病気を理解し、新たな治療戦略につなげるには、遺伝子や分子変化の解析に加え、実際に臓器や組織で起こる形の変化を、壊さず・立体で・数値で比較する評価体系（3Dフェノタイピング）を確立することが重要です。

本講座では、観察眼を研究の起点として大切にしながら、すべての臓器・多疾患に広げた研究を展開してまいります。高精細な画像取得と臓器特性に応じた撮影の最適化、光工学的技術やバイオセンシングとの並列検討を通じて、医学・生命科学だけでは到達しにくかった視点を形にする技術融合研究を推進しています。

これらの取り組みには、熊本大学が持つ総合大学としての強みを活かした学際研究が欠かせません。特に、熊本大学工学部を中心とする工学・半導体分野との連携研究を強化しながら、多様な疾患フェノタイプの非破壊解剖評価へ応用できる研究基盤を構築してまいります。