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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Imaging studies of neurodegeneration by deep learning

Research Project

Project/Area Number 18K18452
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

井上 治久  京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (70332327)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 近藤 孝之  京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点講師 (80536566)
矢田 祐一郎  国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 特別研究員 (80805797)
Project Period (FY) 2018-06-29 – 2021-03-31
KeywordsALS / Deep learning / 超早期病態 / 診断 / データサイエンス
Outline of Annual Research Achievements

ALSなどの神経変性疾患では、超早期病変の病態の検出と解明が必要である。本研究では、健常者及びALS患者iPS細胞を用いて運動神経細胞を作製後、撮像し、膨大な画像情報を収集した。神経変性を予知する指標を得るために、この情報を数千次元の解析が可能なDeep learningで学習することで、通常の解析では検出できない超早期の病的変化を同定した。Deep learningは、通常の解析では検出できないALS運動神経細胞の病変を検知した。本結果から、Deep learningはALSの診断をサポートするとともに、本方法が将来的なALSの治療促進と克服につながる可能性が考えられた。

  • Research Products

    (27 results)

All 2021 2020

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 9 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 13 results)

  • [Journal Article] Dopaminergic neurons in chromosome 22q11.2 deletion syndrome2021

    • Author(s)
      Inoue Haruhisa
    • Journal Title

      EBioMedicine

      Volume: 63 Pages: 103180~103180

    • DOI

      10.1016/j.ebiom.2020.103180

    • Open Access
  • [Journal Article] Prediction Model of Amyotrophic Lateral Sclerosis by Deep Learning with Patient Induced Pluripotent Stem Cells2021

    • Author(s)
      Imamura Keiko、Yada Yuichiro、Izumi Yuishin、Morita Mitsuya、Kawata Akihiro、Arisato Takayo、Nagahashi Ayako、Enami Takako、Tsukita Kayoko、Kawakami Hideshi、Nakagawa Masanori、Takahashi Ryosuke、Inoue Haruhisa
    • Journal Title

      Annals of Neurology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1002/ana.26047

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] microRNA-33 maintains adaptive thermogenesis via enhanced sympathetic nerve activity2021

    • Author(s)
      HorieT、NakaoT、MiyasakaY、NishinoT、MatsumuraS、NakazekiF、IdeY、KimuraM、TsujiS、RuizRodriguezR、WatanabeT、YamasakiT、XuS、OtaniC、MiyagawaS、MatsushitaKSowaN、Omori A、TanakaJ、NishimuraC、NishigaM、KuwabaraY、BabaO、WatanabeS、NishiH、Nakashima Y、R.PicciottoM、InoueH、WatanabeD、NakamuraK、SasakiT、KimuraT、On K
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Pages: 843~860

    • DOI

      10.1038/s41467-021-21107-5

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Reprogramming the brain in and out of diseased states2021

    • Author(s)
      Karagiannis Peter、Muotri Alysson、Inoue Haruhisa
    • Journal Title

      Molecular and Cellular Neuroscience

      Volume: 110 Pages: 103571~103571

    • DOI

      10.1016/j.mcn.2020.103571

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 脳オルガノイドによるマイ・メディシン2021

    • Author(s)
      松島早希、今村恵子、井上治久
    • Journal Title

      医学のあゆみ

      Volume: 276 Pages: -

  • [Journal Article] Generation of a human induced pluripotent stem cell line derived from a Parkinson's disease patient carrying SNCA duplication2020

    • Author(s)
      Suzuki Hidefumi、Egawa Naohiro、Kondo Takayuki、Imamura Keiko、Enami Takako、Tsukita Kayoko、Suga Mika、Shibukawa Ran、Okanishi Yasue、Uchiyama Tsuyoshi、Inoue Haruhisa、Takahashi Ryosuke
    • Journal Title

      Stem Cell Research

      Volume: 45 Pages: 101828~101828

    • DOI

      10.1016/j.scr.2020.101828

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Prediction of Compound Bioactivities Using Heat-Diffusion Equation2020

    • Author(s)
      Hidaka Tadashi、Imamura Keiko、Hioki Takeshi、Takagi Terufumi、Giga Yoshikazu、Giga Mi-Ho、Nishimura Yoshiteru、Kawahara Yoshinobu、Hayashi Satoru、Niki Takeshi、Fushimi Makoto、Inoue Haruhisa
    • Journal Title

      Patterns

      Volume: 1 Pages: 100140~100140

    • DOI

      10.1016/j.patter.2020.100140

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Generation of a human induced pluripotent stem cell line, BRCi009-A, derived from a patient with glycogen storage disease type 1a2020

    • Author(s)
      Katagami Yukimi、Kondo Takayuki、Suga Mika、Yada Yuichiro、Imamura Keiko、Shibukawa Ran、Sagara Yukako、Okanishi Yasue、Tsukita Kayoko、Hirayama Kenji、Era Takumi、Inoue Haruhisa
    • Journal Title

      Stem Cell Research

      Volume: 49 Pages: 102095~102095

    • DOI

      10.1016/j.scr.2020.102095

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] From in vitro to in vivo reprogramming for neural transdifferentiation: An approach for CNS tissue remodeling using stem cell technology2020

    • Author(s)
      Egawa Naohiro、Suzuki Hidefumi、Takahashi Ryosuke、Hayakawa Kazuhide、Li Wenlu、Lo Eng H、Arai Ken、Inoue Haruhisa
    • Journal Title

      Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism

      Volume: 40 Pages: 1739~1751

    • DOI

      10.1177/0271678X20910324

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ALS, a cellular whodunit on motor neuron degeneration2020

    • Author(s)
      Karagiannis Peter、Inoue Haruhisa
    • Journal Title

      Molecular and Cellular Neuroscience

      Volume: 107 Pages: 103524~103524

    • DOI

      10.1016/j.mcn.2020.103524

    • Open Access
  • [Journal Article] 疾患特異的iPS細胞、神経変性疾患の治療開発の現状-新たな戦略構築の基盤を目指してー2020

    • Author(s)
      奥宮太郎、坂野晴彦、井上治久
    • Journal Title

      医学のあゆみ

      Volume: 273 Pages: 111~118

  • [Journal Article] 神経変性疾患に対するiPS創薬と臨床試験2020

    • Author(s)
      坂野晴彦、奥宮太郎、井上治久
    • Journal Title

      医学のあゆみ

      Volume: 275 Pages: 287-294

  • [Journal Article] iPS細胞技術を用いたアルツハイマー病研究2020

    • Author(s)
      奥宮太郎、坂野晴彦、井上治久
    • Journal Title

      認知症の最新医療

      Volume: 11 Pages: 30-36

  • [Presentation] Department of Drug Discovery Medicine.iPS細胞を用いた脳神経疾患研究2021

    • Author(s)
      井上治久
    • Organizer
      京都大学大学院医学研究科 創薬医学講座セミナー
    • Invited
  • [Presentation] Generation of a human induced pluripotent stem cell line derived from a Parkinson’s disease patient with SNCA duplication2021

    • Author(s)
      Hidefumi Suzukia, Naohiro Egawa, Takayuki Kondo, Keiko Imamuraa, Takako Enami, Kayoko Tsukita, Mika Suga, Ran Shibukawa, Yasue Okanishi, Tsuyoshi Uchiyama, Haruhisa Inoue, Ryosuke Takahashi
    • Organizer
      第14回パーキンソン病・運動障害疾患コングレス
    • Invited
  • [Presentation] iPS細胞を用いた創薬応用の最前線2021

    • Author(s)
      井上治久
    • Organizer
      第7回 再生医療EXPO大阪
    • Invited
  • [Presentation] テクノロジーとともに開く新時代の医療疾患特異的オルガノイドによる脳神経疾患研究(Neurological disease research using disease-specific organoids)2021

    • Author(s)
      井上治久
    • Organizer
      第20回日本再生医療学会総会
    • Invited
  • [Presentation] 幹細胞を用いた神経疾患研究, iPS細胞を用いた神経疾患に対する病態解明と治療戦略2020

    • Author(s)
      井上治久
    • Organizer
      第19回日本再生医療学会総会
    • Invited
  • [Presentation] Basic and translational disease modeling with patient iPSC-derived neural cells, Modeling Development and Disease: Neural2020

    • Author(s)
      Inoue Haruhisa
    • Organizer
      ISSCR 2020 VIRTUAL
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 幹細胞を用いた神経疾患研究 iPS細胞研究の最前線2020

    • Author(s)
      井上治久
    • Organizer
      第41回 日本炎症・再生医学会
    • Invited
  • [Presentation] トランスレーショナルリサーチのための神経疾患iPS細胞モデリング2020

    • Author(s)
      井上治久
    • Organizer
      京都大学医学部附属病院先端医療研究開発機構医療開発部
    • Invited
  • [Presentation] Dementia research using human stem cell models,Digital approaches for dementia medicine and biology2020

    • Author(s)
      Haruhisa Inoue
    • Organizer
      第43回日本神経科学大会
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Generation of a human induced pluripotent stem cell line derived from a Parkinson’s disease patient demonstrating SNCA duplication(ポスター発表)2020

    • Author(s)
      Hidefumi Suzukia, Naohiro Egawa, Takayuki Kondo, Keiko Imamuraa, Takako Enami, Kayoko Tsukita, Mika Suga, Ran Shibukawa, Yasue Okanishi, Tsuyoshi Uchiyama, Haruhisa Inoue, Ryosuke Takahashi
    • Organizer
      第43回日本神経科学大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Extracellular Tau as a therapeutic target of FTLD2020

    • Author(s)
      Haruhisa Inoue
    • Organizer
      open-access NRI Webinar series, Neuroregeneration Institute, McLean Hospital/Harvard Medical School
    • Invited
  • [Presentation] 幹細胞を用いた神経疾患研究2020

    • Author(s)
      井上治久
    • Organizer
      第25回日本難病看護学会 第8回日本難病医療ネットワーク学会 合同学術集会
    • Invited
  • [Presentation] リプログラミング技術を用いた認知症の研究2020

    • Author(s)
      井上治久
    • Organizer
      第39回日本認知症学会学術集会
    • Invited
  • [Presentation] 疾患iPS細胞を用いた神経疾患の創薬研究2020

    • Author(s)
      今村恵子、井上治久
    • Organizer
      第6回日本筋学会学術集会
    • Invited

URL: 

Published: 2021-12-27  

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