Japan-U.S. collaboration to find novel biomarkers of CDK4/6 inhibitor using explainable deep learning and spatial genetic analysis.

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22KK0118
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 谷岡 真樹 岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (60573045)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 遠西 大輔 岡山大学, 大学病院, 研究教授 (20825096) ; 枝園 忠彦 岡山大学, 大学病院, 教授 (30509451) ; 宮内 翔子 九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (40828555) ; 諸岡 健一 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (80323806) ; 柳井 広之 岡山大学, 大学病院, 教授 (90379735)
• Project Period (FY): 2022-10-07 – 2026-03-31
• Keywords: CDK4/6阻害薬

Outline of Annual Research Achievements

これまでに岡山大学病院・姫路赤十字病院・福山市民病院、広島市民病院、四国がんセンターのすべての病院において研究の倫理承認を得た。そして岡山大学病院・姫路赤十字病院において１次治療としてCDK4/6阻害薬パルボシクリブ・アベマシクリブを受けた約３５０名の奏効、無増悪生存期間を含む臨床情報を取得した。さらに１７８名の５１１ブロックについてはHE標本を新たに作成した、さらに約２５０サンプルについてER,Ki67, p１６の免疫組織染色を追加した。すべての各標本のデジタル化を行った。
さらにAIモデルの開発を行っている。腫瘍を画像上でマーキングし、その224pixel四方の画像タイルを取り出す。病理画像の事前学習モデルを用いて、各タイルの特徴量を抽出し、さらにMultiple instance learningを行って、無増悪生存期間と相関する特徴部位を色分けして示す。既にVisiumを用いて１２サンプルの遺伝子発現解析を終えている。このデータを用いて、AIモデルの確からしさを検討する。
進展はおおむね計画通りである。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

進展はおおむね計画通りである。

Strategy for Future Research Activity

確からしいAIモデルを得て、共同研究先であるUNCサンプルのHE画像を得る。そのうえでAIモデルの確からしさを検討し、Spatial transcriptomeを行う

Causes of Carryover

これまで精度の高いAIモデルを構築し、その上でAIモデルが指定する部位の遺伝子解析を行う計画であった。しかし、いまだAIモデルは構築途上である。そのため遺伝子発現解析に用いる研究費の一部を２０２４年度に用いる。具体的にはAIモデル開発に要する人件費および空間的遺伝子発現解析に用いる。