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2020 年度 実施状況報告書

計算機シミュレーションによるがんのクローン進化・腫瘍内多様性の解明と予測への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 20K12071
研究機関国立研究開発法人国立がん研究センター

研究代表者

加藤 護  国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 分野長 (40391916)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードがん細胞 / シミュレーション / 個別化医療
研究実績の概要

モデルの改良を行った。
特に、これまでの点変異に加え、CNA (コピー数異常)とtumor purity を取り入れたモデルを考案した。これによって、VAF がある条件を満たさずともABC を適用することが出来、適用可能症例が大幅に拡大する。これは現在実装中である。ほか例えば、転移過程の条件を緩和したり、ホールマーク変数に圧縮係数を導入したり、ABC の要約統計量として使用するsite の数を増やしたりした。
また、幾つかの理論上の課題を解決した。たとえば、これまで不明確であったシミュレーション時間単位と物理時間単位とを結びつける理論計算を行い、例えば今回の場合1シミュレーション時間単位が100 日(パラメータによっては50日)程度であることが判明した。
他に、ABC で観測データと合わせるシミュレーション時刻のタイミングや、出力が全くない場合の妥当性を解決した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

これまで困難と思われていたCNA とtumor purity のモデルへの取り入みに成功し、今後大幅に適用可能症例が拡大すると考えられるため。

今後の研究の推進方策

今年度はCNA, tumor purity の実装を完了して複数の症例に適用し、生物学的・医学的な意味を抽出することを目標とする。特に昨年度の理論検討において観測データとの適合度の良さをどう評価するかを検討したが、その成果も用いて症例ごとに複数のモデルを多面的に評価することで、症例においてどのような進化過程が実際に起きたのかを評価し、さらに遺伝子に介入した場合の過程と帰結とを観察する。

次年度使用額が生じた理由

適格な技能・能力を有した研究協力者の採用に至らず人件費・謝金使用が抑制されて0 より大きくなったが、翌年度は合わせて人件費・謝金として使用する予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Dataset of tugHall simulations of cell evolution for colorectal cancer2021

    • 著者名/発表者名
      Nagornov Iurii S.、Nishino Jo、Kato Mamoru
    • 雑誌名

      Data in Brief

      巻: 34 ページ: 106719~106719

    • DOI

      10.1016/j.dib.2021.106719

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] tugHall: A Tool to Reproduce Darwinian Evolution of Cancer Cells for Simulation-Based Personalized Medicine2020

    • 著者名/発表者名
      Nagornov Iurii、Nishino Jo、Kato Mamoru
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 12508 ページ: 71~76

    • DOI

      10.1007/978-3-030-64511-3_7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] tugHall: a simulator of cancer-cell evolution based on the hallmarks of cancer and tumor-related genes2020

    • 著者名/発表者名
      Nagornov Iurii S、Kato Mamoru
    • 雑誌名

      Bioinformatics

      巻: 36 ページ: 3597~3599

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/btaa182

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] tugHall: a tool to reproduce Darwinian evolution of cancer cells for simulation-based personalized medicine2020

    • 著者名/発表者名
      Iurii Nagornov
    • 学会等名
      ISMCO 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] A simulator of cancer-cell evolution toward a simulation-based personalized medicine2020

    • 著者名/発表者名
      加藤護
    • 学会等名
      78rd Annual Meeting of the Japanese Cancer Association

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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