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胃がん・大腸がんのユニバーサル予後予測法の開発とその治療応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K20403
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分62010:生命、健康および医療情報学関連
研究機関九州大学

研究代表者

清水 秀幸  九州大学, 生体防御医学研究所, 学術研究員 (70826263)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード個別化医療 / 層別化 / 人工知能 / 消化器がん / 大腸がん / 胃がん / 予後 / 予後予測 / 大規模データ
研究開始時の研究の概要

胃がん大腸がんの患者さんの遺伝子発現データと臨床データについて、既存の文献報告を統計学的に統合し、人種を超えて消化器がんにおいて予後に関わる遺伝子群を同定する。それらの中から最適な遺伝子の組み合わせを調べるために、機械学習的なアプローチを採用していく。患者さんの生存率を層別化するような人工知能のモデルを構築し、予後予測器を生成する。人工知能によって予後予測に特に重要だと判断されたいくつかの遺伝子について、胃がんおよび大腸がんの細胞株を使い、分子生物学的な実験にてその意義を明らかにし、そこから有望な治療戦略を考案する。

研究成果の概要

がんは日本人の死因のトップであり、その中でも大腸がん・胃がんはたくさんの患者さんがいる。これまで行われてきた治療法では、より大きな視点から患者をいくつかのグループに分け、それぞれのグループ内であれば概ね同じ治療をしてきたが、個別化医療の観点からはより精密な層別化が望ましい。そのため我々は数千人の患者さんの予後と遺伝子発現の間に見られる関係性を統計学や機械学習を使って解き明かし、mPS_colonというスコアを作成した。このスコアの有用性はいくつもの患者コホートで検証され、既存の層別化方法を上回るものであった。遠くないうちに実際の診療への応用が望まれる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで大腸がん・胃がんにおいてさまざまな予後規定遺伝子が報告されてきたが、いずれもごく限られた患者データや実験データから得られた報告であった。今回我々は数千人という大規模の患者データを統合し、具体的な予後層別化スコアを提唱したところに大きな学術的な意義がある。また社会的にも、このシステムを使えば本来は化学療法をしなくてもいい患者さんを同定できるため、過剰な治療を避けることにつながる。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] A universal molecular prognostic score for gastrointestinal tumors2021

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Hideyuki、Nakayama Keiichi I.
    • 雑誌名

      npj Genomic Medicine

      巻: 6 号: 1 ページ: 6-6

    • DOI

      10.1038/s41525-021-00172-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Loss of Fbxw7 impairs development of and induces heterogeneous tumor formation in the mouse mammary gland2020

    • 著者名/発表者名
      Onoyama Ichiro、Nakayama Shogo、Shimizu Hideyuki、Nakayama Keiichi I.
    • 雑誌名

      Cancer Research

      巻: 80 号: 24 ページ: 5515-5530

    • DOI

      10.1158/0008-5472.can-20-0271

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A shift in glutamine nitrogen metabolism contributes to malignant progression of cancer.2020

    • 著者名/発表者名
      Kodama M, Oshikawa K, Shimizu H, Yoshioka S, Takahashi M, Izumi Y, Bamba T, Tateishi C, Tomonaga T, Matsumoto M*, Nakayama KI*.
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 11 号: 1 ページ: 1320-1320

    • DOI

      10.1038/s41467-020-15136-9

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Fail-Safe System to Prevent Oncogenesis by Senescence Is Targeted by SV40 Small T Antigen2020

    • 著者名/発表者名
      Kiyotaka Oshikawa, Masaki Matsumoto, Manabu Kodama, Hideyuki Shimizu, Keiichi I Nakayama
    • 雑誌名

      Oncogene

      巻: 39 号: 10 ページ: 2170-2186

    • DOI

      10.1038/s41388-019-1139-1

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A 23 gene-based molecular prognostic score precisely predicts overall survival of breast cancer patients2019

    • 著者名/発表者名
      Shimizu H, Nakayama KI
    • 雑誌名

      EBioMedicine

      巻: 46 ページ: 150-159

    • DOI

      10.1016/j.ebiom.2019.07.046

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Disruption of FBXL5-mediated cellular iron homeostasis promotes liver carcinogenesis2019

    • 著者名/発表者名
      Muto Yoshiharu*、Moroishi Toshiro*、Ichihara Kazuya、Nishiyama Masaaki、Shimizu Hideyuki、Eguchi Hidetoshi、Moriya Kyoji、Koike Kazuhiko、Mimori Koshi、Mori Masaki、Katayama Yuta、Nakayama Keiichi I. (*Equal contribution)
    • 雑誌名

      The Journal of Experimental Medicine

      巻: 216 号: 4 ページ: 950-965

    • DOI

      10.1084/jem.20180900

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Machine learning uncovers novel aspects in healthcare and life science2019

    • 著者名/発表者名
      清水秀幸
    • 学会等名
      第42回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] An AI-based Scoring System Precisely Predicts Overall Survival of Breast Cancer Patients2019

    • 著者名/発表者名
      清水秀幸
    • 学会等名
      第14回研究所ネットワーク国際シンポジウム
    • 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: 2022-01-27  

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