Radiomics approach to a human disease model of medaka by in vivo MR microscopy

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03623
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Ueno Tomohiro 京都大学, 医学研究科, 助教 (10379034)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉本 直三 京都大学, 医学研究科, 教授 (20196752) ; 麻生 俊彦 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 副チームリーダー (50397543) ; 木下 政人 京都大学, 農学研究科, 准教授 (60263125)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 磁気共鳴映像法 / 小型魚類 / ヒト疾患モデル / 個体識別

Outline of Final Research Achievements

This research project was aimed at achieving a higher spatial resolution of in vivo MR microscopy without extending imaging time, and at monitoring an individual human disease model of medaka in a long term, and at investigating a disease process based on time-series analyses of correlations between extracted image parameters using a radiomics approach. The higher spatial resolution in in vivo MR microscopy was achieved by modifying the current MR microscope to a multi-channel system and introducing a compressed sensing approach. In addition, we established a non-invasive individual identification method based on dark spot patterns on the head of medaka. Moreover, multiple parameter analyses of a cancer suppressor gene p53 knock-out model medaka indicated a disease progression mechanism starting from kidneys.

Free Research Field

MRI物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

In vivo MR顕微鏡は、ヒト疾患モデルメダカを生きたまま、経時的に個体ごとに可視化できる。そのため、遅発性の疾患などで個体ごとに発症や進行が異なっても、その個体差を考慮した解析が可能である。さらに、確立した個体識別法を用いて飼育環境を維持し、環境変化や侵襲的識別方の影響を排除することで、疾患の個体差をより抑制できる。加えて、高解像度化により、より詳細な病態解析が可能となった。また、経時的可視化による個体追跡は、動物愛護の観点からも重要である。さらに、がん抑制遺伝子p53変異メダカの解析で示唆された結果は、脊椎動物で様々な役割を担うp53に関わる医療技術や治療への貢献が期待される。