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機械学習を用いた潰瘍性大腸炎の腸内細菌叢解析~病態解明と治療反応予測を目指して~

研究課題

研究課題/領域番号 20K16239
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分49050:細菌学関連
研究機関山形大学

研究代表者

八木 周  山形大学, 医学部, 助教 (30637351)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード腸内細菌 / 潰瘍性大腸炎 / 機械学習
研究開始時の研究の概要

本研究では、次世代シーケンサー(NGS)による16S rRNA遺伝子解析とショットガンシー
クエンスによる菌叢およびその機能解析を行い、UCの活動性や内科的治療の反応性に関わ
る腸内細菌叢の特徴を、機械学習を用いて明らかにする。本研究では菌叢の機能解析も行うことで、病態の本質に迫る解析を行う点も極めて意義深い。さらに、治療反応性に関わる腸内細菌叢を機械学習で解明する新しい手法も確立することもできる

研究成果の概要

採便キットからのDNAの効率的な抽出法を確立し、NSGでの16S rRNA遺伝子解析、それに基づく菌叢解析を行っている。また、健常者と大腸癌患者の腸内細菌叢を比較し、大腸癌患者ではProteobacteria門、Gammaproteobacteria網、属レベルではOdoribacter属、Shewanella属、Pantoea属が有意に多いことを明らかにした

研究成果の学術的意義や社会的意義

UCにおける腸内細菌叢の異常が報告されているが、ある特定の菌種に限ってみてもその違いは報告によって異なる。大腸炎であるUCの病態に腸内細菌は大きな影響があると考えられるが、人種差や社会・生活背景の違いがあり、本邦独自の解析が必須である。生物学的製剤の登場はUC治療に変革をもたらしているが、その反応性は個々の症例で異なり、それを予測する指標は現時点で存在しない。UCの生物学的製剤への治療反応性に関与する腸内細菌叢のパターンを知ることは治療効果予測を行う上で重要な可能性がある。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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