マルチスケール精神病データの疎性モデリング解析
Publicly Offered Research
Project Area | Constructive understanding of multi-scale dynamism of neuropsychiatric disorders |
Project/Area Number |
19H05200
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Review Section |
Biological Sciences
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
田宮 元 東北大学, 医学系研究科, 教授 (10317745)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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Budget Amount *help |
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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Keywords | 疎性モデリング / 人工知能 / 機械学習 / ゲノムリスク予測 / ゲノムコホート / 高次元変数選択法 / 遺伝子×環境相互作用 |
Outline of Research at the Start |
全相互作用効果の周辺回帰スクリーニングとそれに引き続く罰則回帰による変数選択を組み合わせた高次元変数選択の枠組み(SIS; Sure Independence Screening)ならびに、周辺回帰ランキング統計量を重みに用いたリッジ回帰の枠組みを、遺伝子×環境相互作用データの実データに適用可能となるよう拡張する。特に、各種コーディング法によるランキング統計量の分布について詳細な検証を行い、ソフトウェアの最適化を行う。
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Outline of Annual Research Achievements |
前年度に完成した遺伝子×遺伝子ならびに遺伝子×環境相互作用のための高次元変数選択法ソフトウェアについて、実際のゲノムコホートデータをテストデータとして適用し、この手法の妥当性を検証した。 具体的には、これまで作成してきた疎性モデリングのアルゴリズムを実装したソフトウェアプログラムを用いて、宮城県住民を対象とした東北メディカル・メガバンク機構の前向きゲノムコホートで取得されていた環境暴露データについて、各変数のコーディングを行った。次に、この前向きゲノムコホートで取得されていた100万程度のSNPsのジェノタイプデータを取り込みを行った。特に、SNPのクラスタリングエラーが相互作用検索時に深刻な偽陽性を生むことが知られているため、各SNPのクラスタリングに関するQCデータを利用し、低いクオリティのデータを事前に排除した。上記のデータをテストデータとして高次元変数選択法ソフトウェアにかけ、横断的な健康診断データを応答変数にして横断的解析を行い、次に、疾患二値データや前向きデータへの適用を試みた。さらに、うつ傾向スコア(CES-D)に適用して、ゲノムリスク予測を実施した。その結果、現在主流となっているPRS(ポリジェニックリスクスコア)の推定法であるP+Tなどの既存手法よりも高い予測性能を達成した。 このことは、ゲノムコホートからの精神健康状態に関するマルチスケールデータへ適用によって、遺伝子×遺伝子ならびに遺伝子×環境相互作用の解析が実行可能となり、リスク予測に有用である可能性を示している。この成果について、国際専門誌に論文発表を行った。
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Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(28 results)
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[Journal Article] Study Profile of the Tohoku Medical Megabank Community-Based Cohort Study2021
Author(s)
Hozawa A, Tanno K, Nakaya N, Nakamura T, Tsuchiya N, Hirata T, Narita A, Kogure M, Nochioka K, Sasaki R, Takanashi N, Otsuka K, Sakata K, Kuriyama S, Kikuya M, 13名略, Kobayashi T, 53名略, Yamamoto M.
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Journal Title
Journal of Epidemiology
Volume: 31
Issue: 1
Pages: 65-76
DOI
NAID
ISSN
0917-5040, 1349-9092
Year and Date
2021-01-05
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Genome-wide association study identifies new loci for albuminuria in the Japanese population2020
Author(s)
Hiroshi Okuda, Koji Okamoto, Michiaki Abe, Kota Ishizawa, Satoshi Makino, Osamu Tanabe, Junichi Sugawara, Atsushi Hozawa, Kozo Tanno, Makoto Sasaki, Gen Tamiya, Masayuki Yamamoto, Sadayoshi Ito, Tadashi Ishii
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Journal Title
Clinical and Experimental Nephrology
Volume: 印刷中
Issue: 8
Pages: 1-9
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Cohort Profile: Tohoku Medical Megabank Project Birth and Three-Generation Cohort Study (TMM BirThree Cohort Study): rationale, progress and perspective.2020
Author(s)
Kuriyama S, Metoki H, Kikuya M, Obara T, Ishikuro M, Yamanaka C, Nagai M, Matsubara H, Kobayashi T, 57名略, Yamamoto M.
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Journal Title
Int J Epidemiol.
Volume: 49(1)
Issue: 1
Pages: 18-19
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Establishment of Integrated Biobank for Precision Medicine and Personalized Healthcare: The Tohoku Medical Megabank Project2019
Author(s)
Nobuo Fuse, Mika Sakurai-Yageta, Fumiki Katsuoka, Inaho Danjoh, Ritsuko Shimizu, Gen Tamiya, Fuji Nagami, Hiroshi Kawame, Shinichi Higuchi, Kengo Kinoshita, Shigeo Kure, Masayuki Yamamoto
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Journal Title
JMA Journal
Volume: 2
Issue: 2
Pages: 113-122
DOI
NAID
ISSN
2433-328X, 2433-3298
Year and Date
2019-09-04
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] In Vivo Expression of NUP93 and Its Alteration by NUP93 Mutations Causing Focal Segmental Glomerulosclerosis.2019
Author(s)
Hashimoto T, Harita Y, Takizawa K, Urae S, Ishizuka K, Miura K, Horita S, Ogino D, Tamiya G, Ishida H, Mitsui T, Hayasaka K, Hattori M.
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Journal Title
Kidney Int Rep
Volume: 4(9)
Issue: 9
Pages: 1312-1322
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Respiratory resistance among adults in a population-based cohort study in Northern Japan.2019
Author(s)
Miura E, Tsuchiya N, Igarashi Y, Arakawa R, Nikkuni E, Tamai T, Tabata M, Ohkouchi S, Irokawa T, Ogawa H, Takai-Igarashi T, Suzuki Y, Kuriyama S, Tamiya G, Hozawa A, Yamamoto M, Kurosawa H.
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Journal Title
Respiratory Investigation
Volume: 印刷中
Issue: 3
Pages: 30226-0
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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