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食道癌における包括的ゲノム情報と画像情報の融合:Radiogenomicsの実践

研究課題

研究課題/領域番号 19K17130
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関千葉大学

研究代表者

横田 元  千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (20649280)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード食道癌 / 扁平上皮癌 / Radiogenomics / Epigenomics / Radiomics / esophageal carcinoma
研究開始時の研究の概要

本研究では食道癌に対するGenomics/EpigenomicsとRadiomicsの異なるomicsの融合を推し進める。次世代シーケンサー(NGS:Next Generation Sequencer)による網羅的遺伝子解析と、治療前・後のCT, MRI, FDG-PETからの画像特徴量 を対比し、食道癌に対する手術/化学療法/放射線療法後の治療・予後予測モデルを構築する。 さらに、画像特徴量と遺伝子発現、病理を対比することで、これまで未探索である、画像特徴量が遺伝子生物学的に何を表しているかの解明を進める。

研究成果の概要

食道癌において、強い予後規定とされている血清microRNA-1246の値をCTから予測可能であった。また、予測された血清mircoRNA-1246もまた、予後規定であることを確認した。同様の手法を膵癌に応用し、p53、PD-L1、integrin αVといった予後と関連する遺伝子が、CTで予測可能であることを示した。また、deep learningを利用した遺伝子選択法の開発を行い、画像と遺伝子発現を対比する、Radiogenomicsと称される研究分野の確立に寄与した。これらの研究成果は総説を発表し、Radiogenomicsを広く認知させた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

食道癌は、遺伝子レベルでの予後因子が模索されてきている。ただ、生検が必要という侵襲性やコストの面で臨床で遺伝子情報を利用するのは難しい。一方、CTやMRI、PETといった画像は日常臨床で必要不可欠であり、必ず撮像されている。Radiogenomicsは、遺伝子と画像との関連を模索する研究領域である。画像は病理像、機能をある程度反映しており、遺伝子発現とも関連した情報を内包していると思われる。画像を解析することで、非侵襲的で低コストに遺伝子情報を得ることが可能になり、食道癌の治療方針決定に寄与することができる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Machine learning with imaging features to predict the expression of ITGAV, which is a poor prognostic factor derived from transcriptome analysis in pancreatic cancer2022

    • 著者名/発表者名
      Iwatate Yosuke、Yokota Hajime、Hoshino Isamu、Ishige Fumitaka、Kuwayama Naoki、Itami Makiko、Mori Yasukuni、Chiba Satoshi、Arimitsu Hidehito、Yanagibashi Hiroo、Takayama Wataru、Uno Takashi、Lin Jason、Nakamura Yuki、Tatsumi Yasutoshi、Shimozato Osamu、Nagase Hiroki
    • 雑誌名

      International Journal of Oncology

      巻: 60 号: 5 ページ: 1-13

    • DOI

      10.3892/ijo.2022.5350

    • 関連する報告書
      2021 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] Prediction of the differences in tumor mutation burden between primary and metastatic lesions by radiogenomics2021

    • 著者名/発表者名
      Hoshino Isamu、Yokota Hajime、Iwatate Yosuke、Mori Yasukuni、Kuwayama Naoki、Ishige Fumitaka、Itami Makiko、Uno Takashi、Nakamura Yuki、Tatsumi Yasutoshi、Shimozato Osamu、Nagase Hiroki
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 113 号: 1 ページ: 229-239

    • DOI

      10.1111/cas.15173

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deep learning-based gene selection in comprehensive gene analysis in pancreatic cancer2021

    • 著者名/発表者名
      Mori Yasukuni、Yokota Hajime、Hoshino Isamu、Iwatate Yosuke、Wakamatsu Kohei、Uno Takashi、Suyari Hiroki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-021-95969-6

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Radiogenomics of gastroenterological cancer: The dawn of personalized medicine with artificial intelligence‐based image analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Hoshino Isamu, Yokota Hajime
    • 雑誌名

      Ann Gastroenterol Surg

      巻: epub ahead 号: 4 ページ: 427-435

    • DOI

      10.1002/ags3.12437

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Radiogenomics predicts the expression of microRNA-1246 in the serum of esophageal cancer patients.2020

    • 著者名/発表者名
      Hoshino I, Yokota H, Ishige F, Iwatate Y, Takeshita N, Nagase H, Uno T, Matsubara H.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 10 号: 1 ページ: 2532-2532

    • DOI

      10.1038/s41598-020-59500-7

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Radiogenomics:基礎、研究の現状と課題・今後の展望2021

    • 著者名/発表者名
      横田 元
    • 学会等名
      エーザイ社内研修会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Radiogenomics for epigenomic data: estimated serum microRNA-1246 from contrast-enhanced CT can predict prognosis of esophageal squamous-cell carcinoma2019

    • 著者名/発表者名
      Hajime Yokota, Isamu Hoshino, Iwadate Yosuke, Ishige FUmitaka, Jason Lin, Nagase Hiroki, Takashi Uno
    • 学会等名
      RSNA
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiogenomicsによる食道扁平上皮癌患者における血清microRNA-1246の発現予測2019

    • 著者名/発表者名
      Hajime Yokota, Isamu Hoshino, Iwadate Yosuke, Ishige FUmitaka, Jason Lin, Nagase Hiroki, Takashi Uno
    • 学会等名
      日本医学放射線学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Radiogenomics for epigenomic data: estimated serum microRNA-1246 from contrast-enhanced CT can predict prognosis of esophageal squamous-cell carcinoma2019

    • 著者名/発表者名
      Hajime Yokota, Isamu Hoshino, Iwadate Yosuke, Ishige FUmitaka, Jason Lin, Nagase Hiroki, Takashi Uno
    • 学会等名
      AIMS Body Imaging 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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