バイオイメージングデータの時空間解析のための情報処理技術の関発

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K00403
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 瀬尾 茂人 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (30432462)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: バイオイメージインフォマティクス

研究実績の概要

近年、機器制御の自動化やイメージング技術の発展などの要因により、培養細胞や生体環境のライブイメージングが可能となっている。一方で、様々な実験条件下で高並列かつ長時間に渡って撮影された大量の動画からは、人力によっては定量的・客観的な解析が困難であるという問題もある。本研究では、様々な条件下で経時観察されたバイオイメージングデータを入力とし、細胞の自動追跡というニーズが発生した際に、それに潜在的に付随する一連の時空間解析までをフレームワークとして提案する。このフレームワークは「細胞の位置の追跡と状態推定によるデータの構造化の方法」と「構造化されたデータの時空間解析の方法」からなるもので、細胞動態の時空間的な差異を可視化し、定量的に比較して有意差の検定を行い、また差異の要因を推定するための方法論を提供する。
本年度には、深層学習を用いた細胞の自動認識手法の開発を行った。これは、深層学習によって細胞画像の領域分割のタスクを学習するための訓練データを増幅する方法であり、敵対的生成ネットワークを用いて疑似細胞画像とその教師データを生成することで、認識精度の向上を行うものである。また、従来から開発を行ってきた、パーティクルフィルタと混合正規分布クラスタリングによる細胞追跡と、多状態生存時間分析を組み合わせた方法の成果の取りまとめを行った。この成果は近日に論文として投稿を行う。

研究成果

• [雑誌論文] The dipeptidyl peptidase‐4 (DPP‐4) inhibitor teneligliptin enhances brown adipose tissue function, thereby preventing obesity in mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Kenichiro Takeda, Honami Sawazaki, Haruya Takahashi, YuSheng Yeh, HueiFen Jheng, Wataru Nomura, Takeshi Ara, Nobuyuki Takahashi, Shigeto Seno, Naoki Osato, Hideo Matsuda, Teruo Kawada, Tsuyoshi Goto
  • 雑誌名: FEBS openbio 巻: 8(11) ページ: 1782-1793
  • DOI: 10.1002/2211-5463.12498
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Phytol-Enriched Diet Activates PPARα in the Liver and Brown Adipose Tissue to Ameliorate Obesity-Induced Metabolic Abnormalities (2018)
  • 著者名/発表者名: Ji-Yeong An, Huei-Fen Jheng, Hiroyuki Nagai, Kohei Sanada, Haruya Takahashi, Mari Iwase, Natsumi Watanabe, Young-Il Kim, Aki Teraminami, Nobuyuki Takahashi, Rieko Nakata, Hiroyasu Inoue, Shigeto Seno, Hideo Mastuda, Teruo Kawada, Tsuyoshi Goto
  • 雑誌名: Molecular Nutrition & Food Research 巻: 62(6) ページ: e1700688
  • DOI: 10.1002/mnfr.201700688
  • 査読あり
• [学会発表] バイオインフォマティクスと機械学習 (2019)
  • 著者名/発表者名: 瀬尾茂人
  • 学会等名: 阪大AI Meet UP
  • 招待講演
• [学会発表] バイオインフォマティクスのデータマイニング (2018)
  • 著者名/発表者名: 瀬尾茂人
  • 学会等名: 奈良先端科学技術大学院大学DSCトーク
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞画像のセグメンテーション精度向上のための画像類推を用いた学習データ拡張 (2018)
  • 著者名/発表者名: 赤沢秀樹, 渡邊誓旅, 繁田浩功, 間下以大, 瀬尾茂人, 松田秀雄,
  • 学会等名: 画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2018)