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Establishment of developing method of a diagnostic system for psychiatric diseases with a novel big data analysis method

Research Project

Project/Area Number 26330325
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Life / Health / Medical informatics
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

Ishii Kazuo  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 特任教授 (60449238)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) Ohmori Tetsuro  徳島大学, 大学院ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (00221135)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords数理モデル化 / 変数選択 / モデル最適化 / 次世代シーケンサー / マイクロアレイ / 高次元データ / 精神神経系疾患 / 臨床診断薬 / 次元削減 / 判別分析 / 汎化 / うつ病 / 総合失調症 / 双極性障害 / 計算機統計学 / モンテカルロ法 / 並列分散処理 / 正則化 / 表現型予測 / クラウドコンピューティング / 精神神経系診断薬 / ビッグデータ / エピゲノミクス
Outline of Final Research Achievements

Clinical application of large-scale data analysis systems for multidimensional data, including next generation sequencer and micro-array, is progressing. Mathematical models with multidimensional data and its application to clinical diagnosis is promising. In this research, we aimed to establish a method to select multiple variables from these data and to create a mathematical model combining these markers. In this study, we analyzed psychiatric diseases using DNA and RNA samples from blood specimens from the patients, and performed variable selection, mathematical modeling and optimization. And finally we established a high precision mathematical modeling method.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (41 results)

All 2017 2016 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 7 results) Book (6 results) Patent(Industrial Property Rights) (4 results) (of which Overseas: 2 results)

  • [Journal Article] Gene expression-based biological test for major depressive disorder; an advanced study2017

    • Author(s)
      Watanabe S, Numata S, Iga J, Kinoshita M, Umehara H, Ishii K, Ohmori T
    • Journal Title

      Neuropsychiatr Dis Treat.

      Volume: 13 Pages: 535-541

    • DOI

      10.2147/ndt.s120038

    • NAID

      120006999399

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  • [Journal Article] ディープラーニングを学ぶための指針とリソース~人工知能の利活用を進めるために~2017

    • Author(s)
      石井一夫
    • Journal Title

      研究開発リーダー

      Volume: 13 Pages: 37-40

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  • [Journal Article] Biological tests for major depressive disorder that involve leukocyte gene expression assays.2015

    • Author(s)
      Watanabe SY, Iga JI, Ishii K, Numata S, Shimodera S, Fujita H, Ohmori T.
    • Journal Title

      J Psychiatr Res

      Volume: 66 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.jpsychires.2015.03.004

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  • [Journal Article] ビッグデータ処理に対応した“機械学習”の研究開発への活用と今後の展望2015

    • Author(s)
      石井一夫
    • Journal Title

      研究開発リーダー

      Volume: 114 Pages: 45-48

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    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Blood Diagnostic Biomarkers for Major Depressive Disorder using Multiplex DNA Methylation Profiles: Discovery and Validation.2015

    • Author(s)
      Shusuke Numata, Kazuo Ishii, Atsushi Tajima, Jun-Ichi Iga, Makoto Kinoshita, Shinya Watanabe, Hidehiro Umehara, Manabu Fuchikami, Satoshi Okada, Shuken Boku, Akitoyo Hishimoto, Shinji Shimodera, Issei Imoto, Shigeru Morinobu, Tetsuro Ohmori
    • Journal Title

      Epigenetics

      Volume: 10(2) Issue: 2 Pages: 135-141

    • DOI

      10.1080/15592294.2014.1003743

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  • [Presentation] 機械学習及び人工知能による農作物の表現型予測2017

    • Author(s)
      石井一夫
    • Organizer
      "未来へのバイオ技術" 勉強会「ICTと農業をつなぐ~AI(アグリインフォマティクス)の現状と展望」
    • Place of Presentation
      (一財)バイオインダストリー協会(東京都中央区)
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      Ishii K, Nakamura K, Tounaka N
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      Cold Spring Harbor Laboratory Meegtings & Courses Program, Biological Data Science 2016
    • Place of Presentation
      Cold Spring Harbor Laboratory, NY, USA
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      2016-10-24
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      石井一夫、中村和敬、當仲寛哲
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      第68回日本生物工学会大会
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      富山国際会議場、ANAクラウンプラザホテル富山(富山県富山市)
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      2016-09-28
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      第68回日本生物工学会大会、シンポジウム「生命ビッグデータ の利活用による生物工学のイノベーション」
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      富山国際会議場、ANAクラウンプラザホテル富山(富山県富山市)
    • Year and Date
      2016-09-28
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  • [Presentation] 機械学習システムによる人工知能の生物工学への応用2016

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      石井一夫、古崎利紀、中村 和敬、當仲 寛哲
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      第68回日本生物工学会大会、シンポジウム「生命ビッグデータ の利活用による生物工学のイノベーション」
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      富山国際会議場、ANAクラウンプラザホテル富山(富山県富山市)
    • Year and Date
      2016-07-28
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  • [Presentation] スパコンを用いた数理モデリングと予測分析2016

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      石井一夫
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      ソフトウェアジャパン2016、情報処理学会ITフォーラム:ビッグデータ活用実務フォーラム:機械学習とデータマイニングの最前線~500+100人大集会
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      一橋大学 一橋講堂会議室(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2016-02-04
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  • [Presentation] 次世代シークエンサーを用いたうつ病の末梢白血球のトランスクリプトーム解析2016

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      沼田周助、石井一夫、大森哲郎
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      第49回 精神神経系薬物治療研究報告会
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      千里ライフサイエンスセンター(大阪府豊中市)
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  • [Presentation] パラレルモンテカルロ法を用いた表現型予測分析のための数理モデル作成法の検討とその性能評価2016

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      石井一夫、小林拓嗣、古崎利紀、山形洋平
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      日本プロテオーム学会2016年会
    • Place of Presentation
      北里大学薬学部 白金キャンパス(東京都港区)
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  • [Presentation] 機械学習及び人工知能による農作物の表現型予測2016

    • Author(s)
      石井一夫
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      第2回アグリプラットフォームコンソーシアムミーティング
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      農林水産省(東京都千代田区)
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  • [Presentation] 大規模数理モデリングによる菌根菌感染関連遺伝子の同定と感染予測法の確立2015

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      石井一夫、古崎利紀、中川知巳
    • Organizer
      第15回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • Place of Presentation
      ルミエール府中(東京都府中市)
    • Year and Date
      2015-11-19
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  • [Presentation] Optimization of a Mathematical Model for Explanation of Biological Functions Using Monte-Carlo Methods and Parallel Computing2015

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      Ishii K, Kozaki T
    • Organizer
      29th International Mammalian Genome Conference
    • Place of Presentation
      横浜市開港記念会館(横浜市)
    • Year and Date
      2015-11-08
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optimization of Mathematical Modeling for Clinical Diagnosis2015

    • Author(s)
      Ishii K, Kobayashi T, Toshinori K, Yamagata Y
    • Organizer
      スパコン「京」がひらく科学と社会 Supercomputational Life Science 2015 (SCLS2015) HPCI戦略プログラム 分野1「予測する生命科学・医療および創薬基盤」
    • Place of Presentation
      東京大学 武田ホール(東京都文京区)
    • Year and Date
      2015-10-20
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  • [Presentation] 気分障害の診断バイオマーカーの探索2015

    • Author(s)
      沼田周助、石井一夫、大森哲郎
    • Organizer
      第111回日本精神神経学会学術総会
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場・リーガロイヤルホテル大阪(大阪市)
    • Year and Date
      2015-06-04
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  • [Presentation] Statistical computing and mathematical modelling for understanding of biological functions using big data2015

    • Author(s)
      Kazuo Ishii
    • Organizer
      5th World Congress on Cell Science & Stem Cell Research
    • Place of Presentation
      Chicago, USA
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      2015-03-23 – 2015-03-25
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    • Invited
  • [Presentation] DNA メチル化修飾を利用した双極性障害のバイオマーカーの検討2014

    • Author(s)
      沼田周助、井下真利、木下 誠、石井一夫、大森哲郎
    • Organizer
      第47回 精神神経系薬物治療研究報告会
    • Place of Presentation
      大阪府豊中市
    • Year and Date
      2014-12-05
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  • [Presentation] Blood diagnostic biomarkers for major depressive disorder using DNA methylation profiles.2014

    • Author(s)
      Shusuke Numata, Ishii Kazuo, Atsushi Tajima, Junichi Iga, Makoto Kinoshita, Shinya Watanabe, Hidehiro Umehara, Fuchikami Manabu, Okada Satoshi, Shimodera Shinji, Issei Imoto, Morinobu Shigeru and Tetsuro Ohmori
    • Organizer
      Neuroscience 2015
    • Place of Presentation
      Washington DC, USA
    • Year and Date
      2014-11-15 – 2014-11-19
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  • [Presentation] 生物科学ビッグデータへの展開を秘めたアナリティクス -数理モデリングを中心として―2014

    • Author(s)
      石井一夫
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      生命医薬情報学連合大会2014年大会
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      2014-10-02 – 2014-10-05
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  • [Presentation] 末梢白血球の遺伝子発現パターンを利用した大うつ病の診断バイオマーカーに関する検討2014

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      渡部真也、伊賀淳一、沼田周助、下寺信次、藤田博一、石井一夫
    • Organizer
      第36回日本生物学的精神医学会 第57回日本神経化学会大会 合同年会
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      奈良市
    • Year and Date
      2014-09-29 – 2014-10-01
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  • [Presentation] Big Data Processing Environment and Mathematical Modeling for Psychiatric Diagnosis2014

    • Author(s)
      Kazuo Ishii
    • Organizer
      Enabling Genomic Technologies and Screening Asia Conference
    • Place of Presentation
      Biopolis, Singapore
    • Year and Date
      2014-09-12
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    • Invited
  • [Presentation] Big Data Processing Environment and Mathematical Modeling for Psychiatric Diagnosis2014

    • Author(s)
      Kazuo Ishii
    • Organizer
      2nd International Conference on Genomics & Pharmacogenomics
    • Place of Presentation
      Raleigh, USA
    • Year and Date
      2014-09-08 – 2014-09-09
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    • Invited
  • [Presentation] 大規模データ分析による精神神経系疾患診断系の検討2014

    • Author(s)
      石井一夫、沼田周助、木下 誠、大森哲郎
    • Organizer
      FIT2014 第13回情報科学技術フォーラム
    • Place of Presentation
      つくば市つくば大学つくばキャンパス
    • Year and Date
      2014-09-03 – 2014-09-05
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  • [Presentation] 統合失調症の診断バイオマーカーの探索2014

    • Author(s)
      沼田周助、木下誠、石井一夫、大森哲郎
    • Organizer
      第110回日本精神神経学会学術総会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2014-06-26 – 2014-06-28
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  • [Presentation] 次世代シーケンサーによる精神神経系疾患診断系の検討2014

    • Author(s)
      石井一夫、沼田周助、木下 誠、大森哲郎
    • Organizer
      2014年度日本計量生物学会年会
    • Place of Presentation
      統計数理研究所、東京都立川市
    • Year and Date
      2014-05-23 – 2014-05-24
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  • [Presentation] Leukocyte gene expression-based diagnostic test for major depressive disorder: a pilot and replication study2014

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      Shin-ya Watanabe, Jun-ichi Iga, Shusuke Numata, Shinji Shimodera, Hirokazu Fujita, Kazuo Ishii, Tetsuro Ohmori
    • Organizer
      CINP(Collegium Internationale Neuro-Psychopharmacologicum) 2014
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      2014-05-22 – 2014-05-26
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  • [Presentation] ビッグデータ処理による統計学的手法を用いた精神神経系疾患診断系の検討2014

    • Author(s)
      石井一夫、沼田周介、木下誠、伊賀淳一、渡部真也、大森哲郎
    • Organizer
      応用統計学会2014年度年会
    • Place of Presentation
      統計数理研究所、東京都立川市
    • Year and Date
      2014-05-22
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    • Author(s)
      石井一夫、沼田周助、木下 誠、大森哲郎
    • Organizer
      日本計算機統計学会 第28回大会「ビッグデータ特別セッション」
    • Place of Presentation
      東京都文京区
    • Year and Date
      2014-05-17 – 2014-05-18
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    • Author(s)
      石井一夫
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      212
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      石井一夫,古崎利紀,大森哲郎,沼田周助
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      石井一夫,古崎利紀,大森哲郎,沼田周助
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      石井一夫,古崎利紀,大森哲郎,沼田周助
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      石井一夫,古崎利紀,大森哲郎,沼田周助
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    • Filing Date
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      大森哲郎,沼田周助,石井一夫,井本逸勢,田島敦
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      大森哲郎,沼田周助,石井一夫,井本逸勢,田島敦
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2014-08-08
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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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