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EPRイメージングの機械学習によるアルツハイマー病早期発見システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 23K06888
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52010:内科学一般関連
研究機関北海道医療大学

研究代表者

江本 美穂  北海道医療大学, 医療技術学部, 講師 (10578735)

研究分担者 加藤 千恵次  北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (10292012)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードEPRイメージング / アルツハイマー病 / 機械学習 / 早期発見
研究開始時の研究の概要

加齢に伴い罹患者が増える疾患として大きな注目を集めるのがアルツハイマー病(AD :Alzheimer’s disease)である。ADの治療薬開発の難しさから、治療ターゲットが病理プロセスの早期介入となってきている。また、ADはその発症や増悪に酸化ストレスが関与する事が示唆されている。そこで本研究課題では、AD発症前の早期に病態の発見・予測を可能とするシステム構築を目的とする。酸化ストレス状態を可視化できる電子常磁性共鳴(EPR)法を用い、ADモデルマウスのEPR画像を機械学習により特徴抽出し、ADの発症を高精度に予測・発見できるシステムを開発する。

研究実績の概要

我が国で高齢化率の上昇に伴い増加しているのが、アルツハイマー病認知症である。アルツハイマー病(以下、AD)はアミロイドβ蛋白(以下、Aβ)凝集である老人斑、神経原線維変化、そして神経細胞脱落を病理学的特徴とする神経変性疾患である。初めてのAD症例の報告から現在まで1世紀以上、病態を改善する根本治療法は確立されていない。しかし、Aβ病理に酸化ストレスが関与するというアミロイド仮説が提唱され、酸化ストレス制御がADの病態進行の鍵を握ると考えられている。
上述の背景を踏まえ本研究課題では、酸化ストレスという観点からADマウスにおけるAβ沈着前の発症予測・早期発見ができるシステム構築は可能かという問いのもと、ADマウスのEPRイメージング画像を用い機械学習を行う。
2023年度は機械学習に用いるための画像データ取得を行った。具体的にはADモデルマウスは先行研究で使用しているAPP/PS1トランスジェニックマウスを用いた。すでに本モデルマウスにおけるEPRイメージング研究において、ADマウスは7ヶ月齢で同腹仔でターゲット遺伝子を持たないWTとレドックスに差異が認められたことから、本研究課題においては、7ヶ月のADおよびWTマウスのEPRイメージングデータを取得した。今年度イメージング実験で使用したニトロキシド化合物はTempone, acetoxymethyl-PROXYL-carboxylate (AMCP)等であった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ADモデルマウスの出生が予測より少なく、検討できるニトロキシド化合物が予定に満たなかったため。

今後の研究の推進方策

精度良く機械学習を行うためには多量の画像データが必要となるため、先ずはその基本となるデータ取得に注力する。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of relative configuration of TEMPO-type nitroxides on ascorbate reduction2023

    • 著者名/発表者名
      Azuma Risa、Yamasaki Toshihide、Emoto Miho C.、Sato-Akaba Hideo、Sano Kohei、Munekane Masayuki、Fujii Hirotada G.、Mukai Takahiro
    • 雑誌名

      Free Radical Biology and Medicine

      巻: 194 ページ: 114-122

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2022.11.033

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 病態解明に向けたEPR法によるマウス脳内酸化ストレス状態のイメージング研究2023

    • 著者名/発表者名
      江本美穂
    • 学会等名
      第62回電子スピンサイエンス学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 江本研究室

    • URL

      http://www.hoku-iryo-u.ac.jp/~emoto/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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