質量分析型即時がん診断支援システムの構築

• 研究課題/領域番号: 25713023
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 病態検査学
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 吉村 健太郎 山梨大学, 総合研究部, 助教 (70516921)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 23,530千円 (直接経費: 18,100千円、間接経費: 5,430千円); 2015年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2014年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円); 2013年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: 機械学習 / バルクデータ / がん診断 / 大気圧イオン化法 / リアルタイム質量分析 / メタボロミクス / 学習機械 / バルクデータ解析 / オンサイト質量分析 / 迅速診断 / オンサイト分析

研究成果の概要

生物試料を前処理なく大気圧で質量分析が可能な探針エレクトロスプレーイオン化法-質量分析 (PESI-MS) と、機械学習を用いて腎細胞がん及び、肝細胞がんの迅速診断システムを構築した。交差検証により当該システムの性能を評価したところ、病理診断結果と90%以上一致することが確認でき、この数値は臨床での実使用が可能であることを示唆している。また多種のがん診断に応用することを目指し、研究期間内に可能な限りのがん検体収集を試みた。膠芽腫、口腔扁平上皮がん、胃がん、結腸がん、膀胱がん、膵臓がんの検体を分析し、最終的に約22,000マススペクトルからなるデータベースを構築することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Modulation of primary cilia length by melanin-concentrating hormone receptor 1. Cell Signaling (2016)
  • 著者名/発表者名: Hamamoto A, Yamato S, Katoh Y, Nakayama K, Yoshimura K, Takeda S, Kobayashi Y, *Saito Y
  • 雑誌名: Cellular Signalling 巻: 28 号: 6 ページ: 272-584
  • DOI: 10.1016/j.cellsig.2016.02.018
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 相反する視座からの新しいがん診断支援装置の試み臨床病理 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹田 扇、吉村 健太郎、田邉 國士
  • 雑誌名: 臨床病理 巻: 63 ページ: 1083-1089
• [雑誌論文] Involvement of FKBP6 in hepatitis C virus replication. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kasai H, Kawakami Y, Yokoe H, Yoshimura K, Matsuda M, Yasumoto J, Maekawa S, Yamashita A, Tanaka T, Ikeda M, Kato N, Okamoto T, Matsuura Y, Sakamoto N, Enomoto N, Takeda S, Fujii H, Tsubuki M, Kusunoki M, Moriishi K.
  • 雑誌名: Scientific reports 巻: 5 号: 1 ページ: 16699-16699
  • DOI: 10.1038/srep16699
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Untreated and dried sample analysis by solid probe assisted nanoelectrospray ionization mass spectrometry (2015)
  • 著者名/発表者名: Mridul Kanti Mandal, Subhrakanti Saha, Zhan Yu, Kentaro Yoshimura, Sen Takeda, Kenzo Hiraoka
  • 雑誌名: Analytical Methods 巻: 7 ページ: 2630-2635
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Non-proximate Probe Electrospray Ionization for Real-Time Analysis of Living Animal (2014)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Yoshimura, Lee Chuin Chen, Hisashi Johno, Mayutaka Nakajima, Kenzo Hiraoka, Sen Takeda
  • 雑誌名: Mass Spectrometry 巻: 3 ページ: 1-7
  • NAID: 130004972836
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 質量分析法と統計的学習機械を組み合わせた新規がん診断支援装置の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹田 扇、吉村 健太郎、出水 秀明、平岡 賢三、谷畑 博司、田邉 國士、中島 宏樹、堀 裕和
  • 雑誌名: 島津評論 巻: 69 ページ: 203-210
• [雑誌論文] Real-time Diagnosis of Chemically Induced Hepatocellular Carcinoma Us ing a Novel Mass Spectrometry-based Technique (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimura, M. K. Mandal, M . Hara, H. Fujii, L. C. Chen, K. Tanabe , K. Hiraoka and S. Takeda
  • 雑誌名: Analytical Biochemistry 巻: VOL.441 号: 1 ページ: 32-37
  • DOI: 10.1016/j.ab.2013.06.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Electrospray Ionization Mass Spectrometric Profiling of Real-World Samples via a Solid Sampling Probe (2013)
  • 著者名/発表者名: Z. Yu, L. C. Chen, M. K. Mand al, K. Yoshimura, S. Takeda and K. Hiraoka
  • 雑誌名: Journal of The American Society for Mass Spectr ometry 巻: VOL.24 号: 10 ページ: 1612-1615
  • DOI: 10.1007/s13361-013-0697-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biomolecular Analysis and Biological Tissue Diagnostics by Electrospray Ionization with a Metal Wire Inserted Gel-Loading Tip (2013)
  • 著者名/発表者名: M. K. Mandal, K. Yoshimua, S. Saha, Z. Yu, S. Takeda and K. Hiraoka.
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: VOL.86 号: 2 ページ: 987-992
  • DOI: 10.1021/ac403261s
  • 査読あり
• [学会発表] ミエリン形成におけるヘッジホッグシグナルの機能とシグナル活性調節機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉村 健太郎
  • 学会等名: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: ビッグバレットふくしま（福島県・郡山市）
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] Hedgehog signaling specifically regulates the morphogenesis of Schwann cell in promyelinating stage (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉村 健太郎
  • 学会等名: 第38回 日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-07-30
• [学会発表] Development of real-time metabolomic analysis system and database construction/statistical analysis software (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉村 健太郎
  • 学会等名: 第63回質量分析総合討論会
  • 発表場所: つくば国際会議場エポカルつくば（茨城県・つくば市）
  • 年月日: 2015-06-19
• [学会発表] Developing a cancer diagnostics system: Towards on-site multi purpose gadgetry (2014)
  • 著者名/発表者名: K.Yoshimura, L.C.Chen, K.Tanabe, M. Nakajima, S. Ninomiya, H. Hori, H. Izumi, K. Hiraoka, S. Takeda
  • 学会等名: 20th International Mass Spectrometry Conference
  • 発表場所: Centre International de Confrences Genve (Swiss)
  • 年月日: 2014-08-25
• [学会発表] Development and Application of Diagnosis System Using Probe Electrospray Ionization and Dual Penalized Logistic Regression Machine (2014)
  • 著者名/発表者名: K.Yoshimura, K.Tanabe, L.C.Chen, S.Ninomiya, H.Hori, H.Izumi, K.Hiraoka, S.Takeda
  • 学会等名: 第62回質量分析総合討論会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク (大阪府・吹田市)
  • 年月日: 2014-05-14
• [学会発表] Human cancer diagnosis by the electrospray ionization and Bayesian statistics
  • 著者名/発表者名: Kentaro Yoshimura, Kunio Tanabe, Lee Chuin Chen, Hiroki Nakajima, Kenzo Hiraoka, Sen Takeda
  • 学会等名: 4th Asia Oceania Mass Spectrometry Conference
  • 発表場所: Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
• [学会発表] ベイズ統計を用いた質量分析型がん診断装置の開発
  • 著者名/発表者名: 吉村健太郎・田邉國士・Lee Chuin Chen・二宮啓・堀裕和・中島宏樹・平岡賢三・竹田扇
  • 学会等名: 第61回質量分析総合討論会
  • 発表場所: つくば国際会議場エポカルつくば (茨城県、つくば市)
• [学会発表] 大気圧イオン化法および学習機械を用いた 質量分析型迅速診断システムの開発
  • 著者名/発表者名: 吉村健太郎
  • 学会等名: 大阪大学質量分析シンポジウム、大阪大学未来研究イニシアティブ・グループ支援事業講演会
  • 発表場所: 大阪大学理学研究科、H棟701号室 (大阪府、豊中市)
  • 招待講演
• [備考] 国立大学法人山梨大学研究者総覧
  • URL: http://erdb.yamanashi.ac.jp/rdb/A_DispDetail.Scholar
• [備考] 山梨大学 大学院医学工学総合研究部 解剖学講座細胞生物学教室
  • URL: http://www.cellbiology.jp
• [備考] 質量分析、メタボロミクス、データ解析
  • URL: http://hh-bd.link
• [備考] 国立大学法人山梨大学研究者総覧
  • URL: http://erdb.yamanashi.ac.jp/rdb/A_DispInfo.Scholar/3_51/39A95025371B8030.html
• [備考] 山梨大学大学院医学工学総合研究部解剖学講座細胞生物学教室ホームページ
  • URL: http://www.cellbiology.jp/
• [産業財産権] マススペクトル解析システム，方法およびプログラム (2015)
  • 発明者名: 吉村健太郎、城野悠志、船山慧、川井将敬、森優喜、竹田扇
  • 権利者名: 国立大学法人山梨大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-078992
  • 出願年月日: 2015-04-08