人工知能・新型ゲノムデータ駆動型アプローチに基づく革新的胃癌統合医療の創成

• 研究課題/領域番号: 23K24236
• 補助金の研究課題番号: 22H02975 (2022-2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2022-2023)
• 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: 聖マリアンナ医科大学
• 研究代表者: 山本 博幸 聖マリアンナ医科大学, 医学研究科, 教授 (40332910)
• 研究分担者: 伊東 文生 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 教授 (90223180) ; 前畑 忠輝 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 教授 (90534199)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円); 2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2022年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
• キーワード: H. pylori / 人工知能 / 新型ゲノムデータ / 革新的胃癌統合医療 / 内視鏡AI

研究開始時の研究の概要

ピロリ菌感染の制御は胃癌研究における最重要課題のひとつである。本研究では、ピロリ菌、ヒトゲノム異常の解析に加え、内視鏡AI診断を融合し、発癌リスクを可視化できる迅速キットを開発し、革新的胃癌統合医療の創成を目指す。胃癌分子病態の解明とともに発癌リスクの可視化に基づく最適医療選択を可能とし、胃癌サバイバーのQOL改善や新規の胃癌発生抑制を通して国民の健康福祉の増進に寄与する。画像AI+ゲノム解析融合の他癌種への応用も期待できる。

研究実績の概要

ピロリ菌感染の制御は胃癌研究における最重要課題のひとつである。本研究では、ピロリ菌、ヒトゲノム異常の解析に加え、内視鏡AI診断を融合し、発癌リスクを可視化できる迅速キットを開発し、革新的胃癌統合医療の創成を目指す。ピロリ菌、ヒトゲノム異常に基づき発癌リスクを可視化することができるかを検討するにあたり、本研究では、時間、空間、モダリティ、病理の統合ゲノムデータ駆動型アプローチにより、胃内視鏡廃液等を用いて、ヒト、ピロリ菌、NHPHゲノムを1細胞レベルで解析することとした。
NHPH感染は、特異抗体HsvAやHelicobacter属に対する免疫染色、In situ hybridization 法、PCR法、ウレアーゼ遺伝子解析等で行うため、それぞれの解析法の条件設定、至適化に成功した。これらにより、疾患におけるNHPH感染の頻度を算出した。次に、G-Scan法でのNHPHゲノム異常解析に関して、baitsの設計、ウェット解析、ドライ解析のさまざまなパラメーターの至適化を行った。これらにより、さまざまなゲノム異常の検出に成功した。さらに、ゲノム異常の一部に関しては、タンパク立体構造（実測・予測）にマップし、機能への影響を明らかにした。
従って、今後、次世代型内視鏡AI診断を融合し、胃癌の分子病態の解明と癌リスク可視化迅速キット（Point Of Care Testing）開発に基づく革新的胃癌統合医療の創成につながる意義の大きな成果をあげることができた。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初の想定に反し、NHPHのゲノム構造が複雑であり、NHPHゲノム異常の解析法の至適化を追加して実施する必要が生じたため。

今後の研究の推進方策

革新的胃癌統合医療の創成を目指し、研究を推し進めていく。また、各研究項目の連携を強化し、研究全体の遂行、目的の達成に向け邁進する。