• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実施状況報告書

遺伝子/画像統合解析(Radiogenomics)による神経膠腫の画像分子診断

研究課題

研究課題/領域番号 16K10778
研究機関地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所)

研究代表者

木下 学  地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所), その他部局等, 脳神経外科部長 (40448064)

研究分担者 吉岡 芳親  大阪大学, 先導的学際研究機構, 教授 (00174897)
有田 英之  大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (60570570)
金村 米博  独立行政法人国立病院機構大阪医療センター(臨床研究センター), その他部局等, 研究員 (80344175)
橋本 直哉  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90315945)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードRadiomics / MRI / 神経膠腫
研究実績の概要

本研究では神経膠腫として認識される腫瘍の発生並びに進展の過程でどのような分子生物学的因子が影響を及ぼすのかをMRIなどの神経放射線画像情報を利用して統合的に解析し、そこから得られた知見をもとにして、神経放射線画像による神経膠腫の新しい分子診断技術を開発することである。
本年度は主に1)神経膠腫の生物学的特徴を規定する因子(遺伝子変異、miRNAの発現量プロファイル)の網羅的解析
ならびに2)画像/生物学的特徴を規定する因子のクラスタリング解析を行った。
凍結検体抽出DNA/RNAを用いて、神経膠腫におけるdriverとなる遺伝子を中心にパネルを作成、target sequencingおよびdeep sequencingによる変異アレル頻度の測定をおこない、遺伝子プロファイルの差を明らかにした。また、DNAのメチル化状態 (Illumina Human Methylation450 BeadChip(450k) arrayで評価) も膠芽腫に対して施行した。
これらの生物学的特性と画像特性を連結する解析も施行できた。各症例の遺伝子発現(やmiRNA発現)プロファイルと画像特徴プロファイルを統合的にクラスター分析し、これら二つのモダリティの関係性を明らかにできた。解析にはR言語で提供される、Lasso regressionを利用し、データの属性により、two-class-unpaired もしくは continuous-response types解析をおこなった。
これらのデータを用いて、ある遺伝子変異に着目した場合に、変異の有無による脳腫瘍の脳内局在の特徴やMR画像の性状の違いを統計学的に解析することができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究は極めて順調に進行していると判断している。
当初の計画どおりに実行されており、画像による遺伝子変異予測精度も計画以上の予備的結果を得ている。

今後の研究の推進方策

本研究の最終段階として、腫瘍生物学的情報と神経放射線画像情報の双方が強く影響し合う因子を用いて、腫瘍生物学的情報による神経放射線画像情報の重回帰分析あるいは、その逆解析を行い、画像特徴から腫瘍の腫瘍生物学的を推定するアルゴリズムの開発を行う。この解析を行うにあたり、200例を超える試料を解析する予定であるが、そのうちの半分程度を探索コホートに、残り半分程度を検証コホートに利用する。
この解析を経ることで、分子生物学的情報と神経放射線学的データを統合解析する新規病態解析手法(Radiogenomics)を用いて、神経膠腫の病態の本質に迫るという目的が達成される。この研究手法は従来では解析困難と考えられていた、遺伝学的データ(genomics)とMRIなどの医用画像(radiology)を統合的にリンクして網羅的に解析するもので、医用画像を用いた先端的な研究手法である。本研究手法を追求することで、腫瘍の分子生物学的情報と神経放射線学的情報の相関関係が網羅的に明らかにされ、その知見をもとにして、現状では腫瘍を摘出するという侵襲的な手段を経てしか明らかにできない腫瘍の分子生物学的情報が神経放射線学という非侵襲的手段で取得できるようになる。

次年度使用額が生じた理由

(理由)
遺伝子発現(やmiRNA発現)プロファイルと画像特徴プロファイルを統合的にクラスター分析し、これら二つのモダリティの関係性を解析するにあたり、当初予定していた一部コンピュータソフトアルゴリズムの購入を行わずにソフトウェア開発を進めたために繰越金が発生した。
(使用計画)
研究は順調に進行しており、もともと予定していたRadiogenomics解析ソフトウェアはほぼ完成を迎えている。発生した繰越金によって、Radiogenomics解析ソフトウェアの高速化を図ることができる予定である。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Coil and Single-Stent Placement for Ruptured Dissecting Aneurysm of Middle Cerebral Artery: A Case Report2018

    • 著者名/発表者名
      Ozaki Tomohiko、Nishida Takeo、Fujita Yuya、Kishima Haruhiko、Kinoshita Manabu
    • 雑誌名

      World Neurosurgery

      巻: 113 ページ: 208~211

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2018.02.117

  • [雑誌論文] Preservation of Motor Function After Resection of Lower-Grade Glioma at the Precentral Gyrus and Prediction by Presurgical Functional Magnetic Resonance Imaging and Magnetoencephalography2017

    • 著者名/発表者名
      Izutsu Nobuyuki、Kinoshita Manabu、Yanagisawa Takufumi、Nakanishi Katsuhiko、Sakai Mio、Kishima Haruhiko
    • 雑誌名

      World Neurosurg.

      巻: 107 ページ: 1045.e5~1045.e8

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2017.07.152

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diagnostic Accuracy of Neuroimaging to Delineate Diffuse Gliomas within the Brain: A Meta-Analysis.2017

    • 著者名/発表者名
      Verburg N, Hoefnagels FWA, Barkhof F, Boellaard R, Goldman S, Guo J, Heimans JJ, Hoekstra OS, Jain R, Kinoshita M, Pouwels PJW, Price SJ, Reijneveld JC, Stadlbauer A, Vandertop WP, Wesseling P, Zwinderman AH, De Witt Hamer PC.
    • 雑誌名

      American Journal of Neuroradiology

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.3174/ajnr.A5368.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intracranial stenting for nilotinib treatment-associated cerebrovascular stenosis in chronic myeloid leukemia2017

    • 著者名/発表者名
      Ozaki Tomohiko、Nakamura Hajime、Izutsu Nobuyuki、Masaie Hiroaki、Ishikawa Jun、Kinoshita Manabu
    • 雑誌名

      Interv Neuroradiol

      巻: 23 ページ: 527~530

    • DOI

      10.1177/1591019917710810

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Voxel-based lesion mapping of meningioma: a comprehensive lesion location mapping of 260 lesions.2017

    • 著者名/発表者名
      Hirayama R, Kinoshita M, Arita H, Kagawa N, Kishima H, Hashimoto N, Fujimoto Y, Yoshimine T.
    • 雑誌名

      J Neurosurg

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.3171/2017.3.JNS17169.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Voxel-Based Lesion Mapping of Cryptogenic Stroke in Patients with Advanced Cancer: A Detailed Magnetic Resonance Imaging Analysis of Distribution Pattern2017

    • 著者名/発表者名
      Achiha Takamune、Takagaki Masatoshi、Oe Hiroshi、Sakai Mio、Matsui Hitoshi、Nakanishi Katsuhiko、Ozaki Tomohiko、Fujimoto Yasunori、Yoshimine Toshiki、Nakanishi Katsuyuki、Kinoshita Manabu
    • 雑誌名

      J Stroke Cerebrovasc Dis

      巻: 26 ページ: 1521~1527

    • DOI

      10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2017.02.038

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Downregulation of EGFR in a metastatic brain lesion of EGFR-mutated non-small cell lung cancer using a tyrosine kinase inhibitor: A case report2017

    • 著者名/発表者名
      Takagaki Masatoshi、Kinoshita Manabu、Nishino Kazumi、Nakano Masakazu、Adachi Hiroko、Ueno Morio、Kitamura Masanori、Fujimoto Yasunori、Tashiro Kei、Tomita Yasuhiko、Imamura Fumio、Yoshimine Toshiki
    • 雑誌名

      Oncol Lett

      巻: 13 ページ: 2085~2088

    • DOI

      10.3892/ol.2017.5677

    • 査読あり
  • [学会発表] 脳腫瘍に対するradiogenomics解析システムの開発と応用2018

    • 著者名/発表者名
      木下学、有田英之、川口 淳、高橋雅道、深井順也、石橋謙一、露口尚弘、沖田典子、成田善孝、市村幸一、金村米博
    • 学会等名
      第47回日本神経放射線学会
  • [学会発表] 超音波の非温熱作用を用いた集束超音波による脳治療2017

    • 著者名/発表者名
      木下学
    • 学会等名
      第16回日本超音波治療研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 大規模脳腫瘍画像データの網羅的な解析を目指しRadiomics解析の開発2017

    • 著者名/発表者名
      木下学、有田英之、佐々木貴浩、藤田浩二、高橋雅道、成田善孝、金村米博、貴島晴彦
    • 学会等名
      第76回日本脳神経外科学会学術総会
  • [学会発表] 国内大規模画像コホートを用いた人工知能による Grade II-III 神経膠腫の画像分子診断2017

    • 著者名/発表者名
      木下学、福間良平、柳澤琢史、篠崎隆志、貴島晴彦、高橋雅道、成田善孝 、有田英之、藤本康倫、寺川雄三、露口尚弘、深井順也、沖田典子、高垣匡寿、 石橋謙一、児玉良典、埜中正博、 森内秀祐、泉本修一、中 島義和、森鑑二、正札智子、市村幸一、 金村米博
    • 学会等名
      第35回日本脳腫瘍学会
  • [学会発表] Radionomic analysis of WHO grade 2 and 3 gliomas with genetic subgroup prediction.2017

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita M, Arita H, Takahashi M, Narita Y, Terakawa Y, Tsuyuguchi N, Okita Y, Nonaka M, Moriuchi S, Fukai J, Izumoto S, Ishibashi K, Kodama Y, Mori K, Ichimura K, Kanemura Y
    • 学会等名
      Society for Neuro-onclogy (SNO) meeting.
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiogenomics of 201 WHO grade 2 and 3 gliomas2017

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita M, Arita H, Tkahashi M, Narita Y, Terakawa Y, Tsuyuguchi N, Okita Y, Noanaka M, Moriuchi S, Fukai J, Izumoto S, Ishibashi K, Kodoma Y, More K, Ichimura K, Kanemura Y
    • 学会等名
      International Society for Magnetic Resonance in Medicine (ISMRM) 25th Scientific Meeting
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi