| 研究課題/領域番号 |
19K18453
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分56020:整形外科学関連
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| 研究機関 | 東京医科歯科大学 |
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研究代表者 |
水野 満 東京医科歯科大学, 統合研究機構, プロジェクト助教 (00733908)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | 再生医療実用化 / 画像解析 / 細胞画像解析 / 再生医療 / 細胞形態 / 滑膜幹細胞 / 位相差画像 / 品質管理 / 製造工程管理 / 機械学習 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、滑膜幹細胞の培養位相差像における細胞形態情報と、増殖性・分化能・遺伝子発現プロファイルなどの細胞生物学的な解析結果を統合したデータベースを構築し、再生医療技術の実用化における製造の安定性向上を試みることである。機械学習や深層学習といった手法を用いることで、培養士の経験と勘に依存していた製造工程管理を簡便にし、再生医療等製品の製造コスト削減を目指す。本研究では、申請者が独自に開発した画像解析技術、新たに本研究課題で取得する細胞形態に関するデータ、特性などの細胞生物学的な解析結果を統合し解析することで、主要な因子を探索する。
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| 研究成果の概要 |
我々がヒト臨床試験で投与している滑膜幹細胞は、軟骨分化能が高く、膝関節の他の組織と発生学的に類似していることから、優れた臨床細胞ソースである。本研究の目的は、滑膜幹細胞の培養位相差画像における細胞形態情報と、増殖・分化能や遺伝子発現プロファイルなどの細胞生物学的解析を統合したデータベースを構築し、再生医療技術の実用化における製造安定性の向上を図ることである。
解析用の細胞画像は、様々な条件下で連続的に取得した。さらに、新規開発した撮像機を用いて深層学習による細胞画像の認識を行い、チャンバー法による細胞カウントや細胞の蛍光染色による細胞数計測といった従来の方法と同等の細胞認識精度を実現しました。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、代表者が実施している臨床用滑膜幹細胞の製造工程管理の簡便化を目指し、細胞の増殖性、特性を予測可能な画像解析技術を開発することを目的とし、細胞画像を用いた統合解析を行った。これまでに本研究課題を通して申請者が開発してきた画像解析技術(特開2021-193880、特開2022-173309)、本研究課題で取得する細胞形態に関するデータ、特性などの細胞生物学的な解析結果を統合し解析することで、主要因子を探索した。本研究は形態と機能を統合した科学的に根拠のある画像解析技術を開発し、再生医療の臨床現場で妥当性を検証することで実用性を高めることが可能であるなど、極めて学術的意義の高い研究である。
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