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Establishment of dietary optimization model for risk prediction and prevention related to fetal growth using artificial intelligence

Research Project

Project/Area Number 22KJ3110
Project/Area Number (Other) 22J40098 (2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022)
Section国内
Review Section Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research InstitutionNational Institute for Environmental Studies

Principal Investigator

大久保 公美  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康領域, 特別研究員(RPD)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords食事の質 / 胎児成長 / Birth cohort / DOHaD / 重金属
Outline of Research at the Start

低出生体重は、出生後早期の合併症のみならず、成人期の生活習慣病発症リスクにも関係していることが示されている。日本は低出生体重児の割合が高いため、胎児成長に影響を及ぼす要因の同定と予防対策が必要である。本研究では、エクスポゾーム(人が生涯に受けるすべての環境要因の総体:生涯曝露)の概念に基づき、人生初期に受けるあらゆる食事・環境要因と胎児成長との関連を体系的に評価する。そして人工知能を活用し、現在の食習慣等の情報から胎児成長に係わるリスク予測と予防のための食事最適化モデル(栄養価が高く、安全で、低出生体重リスクが低い食品の組み合わせ)を探索する。

Outline of Annual Research Achievements

低出生体重は、出生後早期の合併症や発達遅延のみならず、成人期の生活習慣病発症リスクにも関係している。日本は低出生体重児の割合が高いため、胎児成長に影響を及ぼす要因の同定と予防対策が必要である。本研究では、人生初期に受けるさまざまな食事要因および内的・外的環境要因と胎児成長との関連を体系的に評価するとともに、人工知能を活用し、現在の食習慣や生活環境等の情報から胎児成長に係わるリスク予測と予防のための食事最適化モデルを探索する。
本研究2年目は、環境省事業「子どもの健康と環境に関する全国調査(エコチル調査)」の約80,000組の母子を対象に、児の低出生体重リスクの主な要因であり、母親の将来の循環器疾患リスクを高める妊娠高血圧症候群に注目し、妊娠前からの食事の質との関連を調べた。食事の質の評価には、①食事バランスガイドをもとに算出した食事バランススコアと②Dietary Approaches to Stop Hypertension(DASH)食スコアの2種類を用いた。その結果、食事バランススコアならびにDASH食スコアともに、妊娠高血圧症候群の発症リスクと明らかな負の量-反応関連が認められ、妊娠前からの質の高い食事は妊娠高血圧症候群の発症リスクを抑えることが明らかとなった。
続いて、リスク予測モデル構築の基礎研究として、妊娠前からの生活習慣の組み合わせと周産期イベント発生との関連を調べた。5つの変容可能な生活習慣要因(①適正体重の維持、②健康的な食事、③定期的な身体活動、④禁煙、⑤節酒)の総合得点と周産期イベント(妊娠糖尿病、妊娠高血圧症候群、早産、低出生体重、胎内発育遅延)リスクとの関連を調べた。その結果、健康的な生活習慣の保有数が多いほど周産期イベントの発生リスクが低くなった。また、妊娠前からの健康的な生活習慣が1つ増えると、周産期イベントを約7%低減できることがわかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度は、当初予定していた胎児成長のみならず、母子双方の将来の生活習慣病発症リスクに関わる周産期イベントに範囲を広げて研究を実施した。なお、本年度実施した上記2つの研究のうち1つは論文化し(Okubo et al. JAHA in press)、もう1つは査読付き国際誌に投稿中である。

Strategy for Future Research Activity

今後の研究として、本年度のリスク予測モデル構築の基礎研究の結果をもとに、人工知能 (AI)を活用して、現在の食習慣・生活習慣などの情報から胎児成長に係わるリスクの予測と予防のための食事最適化モデルを構築する。
本研究の成果報告として、学術論文を通して社会に発信するとともに、一般向けニュースレター等を作成する。そして、エコチル調査ならびに所属研究機関のホームページ上での研究成果の公開を順次行う。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Periconceptional maternal diet quality and offspring wheeze trajectories: Japan Environment and Children's Study.2024

    • Author(s)
      Okubo H, Nakayama SF, Ohya Y; Japan Environment and Children's Study Group
    • Journal Title

      Allergy

      Volume: 79(2) Issue: 2 Pages: 393-403

    • DOI

      10.1111/all.15916

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Association between periconceptional diet quality and hypertensive disorders of pregnancy: the Japan Environment and Children’s Study.2024

    • Author(s)
      Okubo H, Nakayama SF, Mito N, Arata N; Japan Environment and Children's Study Group
    • Journal Title

      JAHA: Journal of the American Heart Association

      Volume: -

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Periconceptional maternal diet quality influences blood heavy metal concentrations and their effect on low birth weight: the Japan Environment and Children's Study.2023

    • Author(s)
      Okubo H, Nakayama SF, the Japan Environment and Children’s Study Group.
    • Journal Title

      Environment International

      Volume: 173 Pages: 107808-107808

    • DOI

      10.1016/j.envint.2023.107808

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Periconceptional diet quality and its relation to blood heavy metal concentrations among pregnant women: The Japan environment and Children's study.2023

    • Author(s)
      Okubo H, Nakayama SF; Japan Environment and Children’s Study Group.
    • Journal Title

      Environmental Research

      Volume: 225 Pages: 115649-115649

    • DOI

      10.1016/j.envres.2023.115649

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Remarks] 妊娠前からの母親の食事の質と子どものぜん息症状(ぜん鳴)との関連

    • URL

      https://www.nies.go.jp/whatsnew/2023/20231109/20231109.html

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Remarks] 妊娠前からの母親の食事の質が母体血中重金属濃度と児の低出生体重に及ぼす影響

    • URL

      https://www.nies.go.jp/whatsnew/2023/20230303/20230303.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-28   Modified: 2024-12-25  

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