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線維芽細胞巣特異的造影マイクロCTによる肺線維症の免疫病理学診断人工知能開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K21599
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分53:器官システム内科学およびその関連分野
研究機関藤田医科大学 (2022)
名古屋大学 (2020-2021)

研究代表者

橋本 直純  藤田医科大学, 医学部, 教授 (30378020)

研究分担者 若原 恵子  名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (00631433)
阪本 考司  名古屋大学, 医学部附属病院, 病院講師 (00635633)
中村 彰太  名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (20612849)
古川 大記  名古屋大学, 医学部附属病院, 特任助教 (30837654)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード肺線維症 / 線維芽細胞 / 金ナノ粒子 / マイクロCT / 血管内皮細胞 / 人工知能 / 診断
研究開始時の研究の概要

本研究課題は、病理診断が極めて重要な特発性肺線維症の肺に対して線維芽細胞巣特異的分子meflinに対するX線造影物質の金ナノ粒子標識抗体を用いた造影マイクロCTスキャンを行い線維芽細胞巣に特異的な形態学的所見と分子学的所見を放射線画像として同時に捉えることにチャレンジして、マイクロCTに免疫病理学的診断能を付与する線維芽細胞巣の画像診断アルゴリズムを確立して非侵襲的で高精度な【造影マイクロCTによる特発性肺線維症の診断と治療予測人工知能(AI)開発】につなげる革新的技術基盤の構築を行い、患者のunmetニーズを解決する挑戦的研究目的を持つものである。

研究成果の概要

X線造影物質による通常造影CTでの評価は診断上有用な情報をもたらすが、本研究は金ナノ粒子をX線造影物質とする造影マイクロCTスキャンから得られる高分解能・高解像度の放射線画像で肺疾患特異的分子を同定するという着想に基づいた研究である。今回の研究では、金ナノ粒子結合肺特異的抗体の作製と生体マウスに対する経静脈投与により肺組織内での金ナノ粒子結合肺特異的抗体を検出するマイクロCT撮影を確立することができた。今後、金ナノ粒子結合肺特異的抗体の投与量を調整し肺組織に結合した金ナノ粒子を効率的にマイクロCTで検出することにより、マイクロCTに免疫病理学的診断能を付与する可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

マイクロCTスキャンの臨床応用が期待される中、X線造影物質である金ナノ粒子標識抗原特異的抗体により組織内での標的抗原検出を可能にすることはマイクロCTスキャンに免疫病理学的診断能を付与することができ、侵襲的な検査を最小限にするという患者のアンメットニーズニーズの解消につながることが期待される。5~10年後の実臨床への応用を見据えた患者のunmetニーズを解消する挑戦的研究であり、本研究が得た研究基盤は、対象疾患に疾患特異的病理所見・疾患特異的抗原・その特異的抗体がある場合に応用でき、既存の学術の体系や方向を大きく変革・転換させる潜在性を有する。

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
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 6件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] BMP3b Is a Novel Antifibrotic Molecule Regulated by Meflin in Lung Fibroblasts2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Atsushi、Sakamoto Koji、Nakahara Yoshio、Enomoto Atsushi、Hino Jun、Ando Akira、Inoue Masahide、Shiraki Yukihiro、Omote Norihito、Kusaka Masahiro、Fukihara Jun、Hashimoto Naozumi
    • 雑誌名

      American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology

      巻: 67 号: 4 ページ: 446-458

    • DOI

      10.1165/rcmb.2021-0484oc

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A comprehensible machine learning tool to differentially diagnose idiopathic pulmonary fibrosis from other chronic interstitial lung diseases2022

    • 著者名/発表者名
      Furukawa T, Oyama S, Yokota H, Kondoh Y, Kataoka K, Johkoh T, Fukuoka J, Hashimoto N,Sakamoto K, Shiratori Y, Hasegawa Y
    • 雑誌名

      Respirology

      巻: 27 号: 9 ページ: 739-746

    • DOI

      10.1111/resp.14310

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protective role of Nrf2 in zinc oxide nanoparticles-induced lung inflammation in female mice and sexual dimorphism in susceptibility2022

    • 著者名/発表者名
      Sehsah Radwa、Wu Wenting、Ichihara Sahoko、Hashimoto Naozumi、Zong Cai、Yamazaki Kyoka、Sato Harue、Itoh Ken、Yamamoto Masayuki、Elsayed Ahmed Ali、El-Bestar Soheir、Kamel Emily、Ichihara Gaku
    • 雑誌名

      Toxicology Letters

      巻: 370 ページ: 24-34

    • DOI

      10.1016/j.toxlet.2022.09.004

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Overexpression of bone morphogenetic protein receptor type 2 suppresses transforming growth factor β-induced profibrotic responses in lung fibroblasts2022

    • 著者名/発表者名
      Fukihara Jun、Maiolo Suzanne、Kovac Jessica、Sakamoto Koji、Wakahara Keiko、Hashimoto Naozumi、Reynolds Paul N.
    • 雑誌名

      Experimental Lung Research

      巻: 48 号: 1 ページ: 35-51

    • DOI

      10.1080/01902148.2021.2024301

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fibroblasts positive for meflin have anti-fibrotic properties in pulmonary fibrosis2021

    • 著者名/発表者名
      Nakahara Y, Hashimoto N, Sakamoto K, Enomoto A, Adams TS, Yokoi T, Omote N, Poli S, Ando A, Wakahara K, Suzuki A, Inoue M, Hara A, Mizutani Y, Imaizumi K, Kawabe T, Rosas IO, Takahashi M, Kaminski N, Hasegawa Y.
    • 雑誌名

      European Respiratory Journal

      巻: 58 号: 6 ページ: 2003397-2003397

    • DOI

      10.1183/13993003.03397-2020

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Long noncoding RNA TINCR is a novel regulator of human bronchial epithelial cell differentiation state.2021

    • 著者名/発表者名
      Omote N, Sakamoto K, Li Q, Schupp JC, Adams T, Ahangari F, Chioccioli M, DeIuliis G, Hashimoto N, Hasegawa Y, Kaminski N.
    • 雑誌名

      Physiol Rep.

      巻: 9 号: 3

    • DOI

      10.14814/phy2.14727

    • 関連する報告書
      2021 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] Size and surface modification of silica nanoparticles affect the severity of lung toxicity by modulating endosomal ROS generation in macrophages2021

    • 著者名/発表者名
      Masahide Inoue, Koji Sakamoto, Atsushi Suzuki, Shinya Nakai, Akira Ando, Yukihiko Shiraki, Yoshio Nakahara, Mika Omura, Atsushi Enomoto, Ikuhiko Nakase, Makoto Sawada, Naozumi Hashimoto
    • 雑誌名

      Particle and Fibre Toxicology

      巻: 18 号: 1 ページ: 21-21

    • DOI

      10.1186/s12989-021-00415-0

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Oxytocin receptor is a promising therapeutic target of malignant mesothelioma2021

    • 著者名/発表者名
      Oxytocin receptor is a promising therapeutic target of malignant mesothelioma. Kodama Y, Tanaka I, Sato T, Hori K, Gen S, Morise M, Matsubara D, Sato M, Sekido Y, Hashimoto N.
    • 雑誌名

      Cancer science

      巻: 112 号: 9 ページ: 3520-3532

    • DOI

      10.1111/cas.15025

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Serum mitochondrial DNA predicts the risk of acute exacerbation and progression of idiopathic pulmonary fibrosis2020

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Koji、Furukawa Taiki、Yamano Yasuhiko、Kataoka Kensuke、Teramachi Ryo、Walia Anjali、Suzuki Atsushi、Inoue Masahide、Nakahara Yoshio、Ryu Changwan、Hashimoto Naozumi、Kondoh Yasuhiro
    • 雑誌名

      European Respiratory Journal

      巻: 57 号: 1 ページ: 2001346-2001346

    • DOI

      10.1183/13993003.01346-2020

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 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] Probable usual interstitial pneumonia pattern on chest CT: is it sufficient for a diagnosis of idiopathic pulmonary fibrosis?2020

    • 著者名/発表者名
      Fukihara Jun、Kondoh Yasuhiro、Brown Kevin K.、Kimura Tomoki、Kataoka Kensuke、Matsuda Toshiaki、Yamano Yasuhiko、Suzuki Atsushi、Furukawa Taiki、Sumikawa Hiromitsu、Takahashi Osamu、Johkoh Takeshi、Tanaka Tomonori、Fukuoka Junya、Hashimoto Naozumi、Hasegawa Yoshinori
    • 雑誌名

      European Respiratory Journal

      巻: 55 号: 4 ページ: 1802465-1802465

    • DOI

      10.1183/13993003.02465-2018

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Clinical burden of immune checkpoint inhibitor-induced pneumonitis2020

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Koji、Fukihara Jun、Morise Masahiro、Hashimoto Naozumi
    • 雑誌名

      Respiratory Investigation

      巻: 58 号: 5 ページ: 305-319

    • DOI

      10.1016/j.resinv.2020.05.008

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [図書] 最新ガイドラインに基づく 呼吸器疾患 診療指針 2023-’24  第2章 「閉塞性肺疾患」閉塞性細気管支炎2022

    • 著者名/発表者名
      橋本 直純、長谷川好規
    • 総ページ数
      472
    • 出版者
      総合医学社
    • ISBN
      4883789365
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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