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悪性神経膠腫の術中迅速診断支援システム開発と有用性の検証

研究課題

研究課題/領域番号 16K08964
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 病態検査学
研究機関山梨大学

研究代表者

吉村 健太郎  山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (70516921)

研究協力者 川瀧 智之  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードがん診断 / アンビエント質量分析 / 機械学習 / 質量分析 / アンビエント / リアルタイム / 迅速診断 / リアルタイム質量分析 / 大気圧イオン化法 / 統計数学
研究成果の概要

ヒト脳腫瘍および非腫瘍組織を質量分析して得られたマススペクトルを、各種の診断結果ラベルと共に蓄積してデータベースを構築した。さらに蓄積されたデータをサブグループに分けた後にロジスティック回帰で機械学習し、一個抜き交差検証で判別性能を確認した。その結果、腫瘍のグレードおよびMRI検査やその他の検査法の結果を80%以上の正答率で予測できることが明らかとなり、脳腫瘍の診断に有用であることが示唆された。また、生体から組織を摘出せずダイレクトに探索部位の成分分析と診断を可能とするために、質量分析装置のイオン導入孔の遠隔化と、検体採取プローブの構築を完了した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発するシステムは悪性神経膠腫の存在診断および質的診断の術中支援を、これまでにない迅速性と判定精度で遂行可能とするものであり、手術時間の短縮や切除領域の正確な判断により患者の予後改善に寄与することができる。検証の結果、腫瘍の検出に加えてグレード判別も可能であることが確認でき、これによって例えば腫瘍のグレード4で保険が適用される脳内留置用徐放性製剤を用いるか否かの術中判断にも利用できる。また、ここで構築されたデータは膠芽腫の代謝マップそのものであるため、腫瘍特異的な代謝経路の阻害をターゲットにした、新規抗がん剤の開発に応用できることも意義の一つである。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 3件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) 備考 (4件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Real-time analysis of living animals and rapid screening of human fluid samples using remote sampling electrospray ionization mass spectrometry2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Yoshimura, Yuki Yamada, Satoshi Ninomiya, Wen Yuan Chung, Yu-Ting Chang, Ashley Robert Dennison, Kenzo Hiraoka, Sen Takeda, Lee Chuin Chen
    • 雑誌名

      Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis

      巻: 172 ページ: 372

    • DOI

      10.1016/j.jpba.2019.04.050

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/8f0cbbe6-7c86-41e6-acd5-e38851def724

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Detection of potential new biomarkers of atherosclerosis by probe electrospray ionization mass spectrometry2018

    • 著者名/発表者名
      Johno Hisashi、Yoshimura Kentaro、Mori Yuki、Kimura Tokuhide、Niimi Manabu、Yamada Masaki、Tanigawa Tetsuo、Fan Jianglin、Takeda Sen
    • 雑誌名

      Metabolomics

      巻: 14 号: 4 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1007/s11306-018-1334-z

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ambient mass spectrometry-based detection system for tumor cells in human blood2018

    • 著者名/発表者名
      Kaname Sakamoto, Yuichiro Fujita, Kazuaki Chikamatsu, Shota Tanaka, Sen Takeda, Keisuke Masuyama, Kentaro Yoshimura, Hiroki Ishii
    • 雑誌名

      Translational Cancer Research

      巻: 7 号: 3 ページ: 758

    • DOI

      10.21037/tcr.2018.04.20

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ambient mass spectrometry-based detection system for tumor cells in human b2018

    • 著者名/発表者名
      Kaname Sakamoto、Yuichiro Fujita、Kazuaki Chikamatsu、Shota Tanaka、Sen Takeda、Keisuke Masuyama、Kentaro Yoshimura、Hiroki Ishii
    • 雑誌名

      Transl Cancer Res

      巻: In press

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of mass spectra database and diagnosis algorithm for head and neck squamous cell carcinoma2017

    • 著者名/発表者名
      Ashizawa Kei、Yoshimura Kentaro、Johno Hisashi、Inoue Tomohiro、Katoh Ryohei、Funayama Satoshi、Sakamoto Kaname、Takeda Sen、Masuyama Keisuke、Matsuoka Tomokazu、Ishii Hiroki
    • 雑誌名

      Oral Oncology

      巻: 75 ページ: 111

    • DOI

      10.1016/j.oraloncology.2017.11.008

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vivo endoscopic mass spectrometry using a moving string sampling probe2017

    • 著者名/発表者名
      Chen Lee Chuin、Naito Tsubasa、Tsutsui Satoru、Yamada Yuki、Ninomiya Satoshi、Yoshimura Kentaro、Takeda Sen、Hiraoka Kenzo
    • 雑誌名

      The Analyst

      巻: 142 号: 15 ページ: 2735

    • DOI

      10.1039/c7an00650k

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hepatitis B virus prevents excessive viral production via reduction of cell death-inducing DFF45-like effectors2017

    • 著者名/発表者名
      Yasumoto Jun、Kasai Hirotake、Yoshimura Kentaro、Otoguro Teruhime、Watashi Koichi、Wakita Takaji、Yamashita Atsuya、Tanaka Tomohisa、Takeda Sen、Moriishi Kohji
    • 雑誌名

      Journal of General Virology

      巻: 98 号: 7 ページ: 1762

    • DOI

      10.1099/jgv.0.000813

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Towards Practical Endscopic Mass Spectrometry2017

    • 著者名/発表者名
      Lee Chuin Chen、Kentaro Yoshimura、Satoshi Ninomiya、Sen Takeda、Kenzo Hiraoka
    • 雑誌名

      Mass Spectrometry

      巻: 6 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Desorption in Mass Spectrometry2017

    • 著者名/発表者名
      Dilshadbek Tursunbayevich Usmanov、Satoshi Ninomiya、Lee Chuin Chen、Subhrakanti Saha、Mridul Kanti Mandal、Yuji Sakai、Rio Takaishi、Ahsan Habib、Kenzo Hiraoka、Kentaro Yoshimura、Sen Takeda、Hiroshi Wada、Hiroshi Nonami
    • 雑誌名

      Mass Spectrometry

      巻: 6 ページ: 1-16

    • NAID

      130005243790

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Secondary Ion Mass Spectrometry Analysis of Renal Cell Carcinoma with Electrospray Droplet Ion Beams2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ninomiya、Kentaro Yoshimura、Lee Chuin Chen、Sen Takeda、Kenzo Hiraoka
    • 雑誌名

      Mass Spectrometry

      巻: 6 ページ: 1-6

    • NAID

      130005312295

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 連載 フロンティア・リポート[4] 温故知新-リアルタイム質量分析法を応用してがんの基礎研究も可能です2016

    • 著者名/発表者名
      竹田 扇、吉村 健太郎
    • 雑誌名

      Cancer Board Square

      巻: 2 号: 3 ページ: 632-636

    • DOI

      10.11477/mf.1430200141

    • ISSN
      2189-6410, 2189-6429
    • 年月日
      2016-10-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Modulation of primary cilia length by melanin-concentrating hormone receptor 12016

    • 著者名/発表者名
      Hamamoto A, Yamato S, Katoh Y, Nakayama K, Yoshimura K, Takeda S, Kobayashi Y, *Saito Y
    • 雑誌名

      Cellular Signalling

      巻: 28 号: 6 ページ: 572

    • DOI

      10.1016/j.cellsig.2016.02.018

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 質量分析とAIを用いた消化器がんの診断法開発2019

    • 著者名/発表者名
      吉村 健太郎
    • 学会等名
      第124回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧イオン化法-質量分析を用いた大腸がんのメタボロミクス2018

    • 著者名/発表者名
      吉村 健太郎
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会 第51回日本発生生物学会 合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 質量分析法を用いたリピドーム解析その応用例と展望2017

    • 著者名/発表者名
      吉村 健太郎、竹田 扇
    • 学会等名
      第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 発表場所
      長崎大学坂本キャンパス(長崎県)
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 質量分析と機械学習を用いた大腸がん診断システムの構築2017

    • 著者名/発表者名
      吉村 健太郎、城野 悠志、堂本 貴寛、源 利成、竹田 扇
    • 学会等名
      金沢大学がん進展制御研究所共同利用・共同研究拠点シンポジウム
    • 発表場所
      金沢東急ホテル(石川県・金沢市)
    • 年月日
      2017-02-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] リアルタイムメタボローム解析システムの構築とその臨床応用2016

    • 著者名/発表者名
      吉村 健太郎、城野 悠志、Lee Chuin Chen、竹田 扇
    • 学会等名
      第64回質量分析総合討論会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 質量分析、メタボロミクス、データ解析

    • URL

      http://hh-bd.link

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 量分析、メタボロミクス、データ解析

    • URL

      http://hh-bd.link/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 質量分析、メタボロミクス、データ解析

    • URL

      http://hh-bd.link/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 山梨大学医学部 解剖学講座構造生物学教室

    • URL

      http://www.cellbiology.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 質量分析装置、質量分析方法、質量分析システム、及び質量分析解析プログラム2018

    • 発明者名
      吉村 健太郎
    • 権利者名
      国立大学法人山梨大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-004860
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 質量分析装置、質量分析方法、質量分析システム、及び質量分析解析プログラム2018

    • 発明者名
      吉村 健太郎、石井 裕貴、チェン リー チュイン
    • 権利者名
      山梨大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-004860
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] 質量分析装置及び質量分析方法、並びに解析装置及び解析方法2017

    • 発明者名
      吉村 健太郎、チェン リー チュイン、二宮 啓
    • 権利者名
      山梨大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-079391
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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