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2022 年度 実績報告書

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進化 / 計算機シミュレーション / 個別化医療 / がんゲノム医療
研究実績の概要

ロジステック回帰、決定係数・相対誤差を用いたモデルの評価法を実装し、前年度実装したCNA を取り入れたモデルの効果を見るために選出されたTCGA 大腸がん患者1症例および別のデータセットの1症例に対しシミュレーションを実行し、近似ベイズ計算を実行して、各症例のweight parameter の事後分布を得た。そして事後分布のMAP 推定値の下、実装したモデル評価法に基づいてモデルを評価し、その妥当性を検討した。その結果改善すべき点が見つかり、以下の改善を行った。

1)Weight parameter に対する分布を一様分布からディリクレ分布へと改良し、それを実行するアルゴリズムを実装した。2)より正確な再現のため、事後分布のMAP 推定値だけでなく、a. 事後分布自体と、b. ABC で選出された多次元点も使用することとした。3)計算を節約するための高速化アルゴリズムを開発した。4)ホールマークの方程式を極めてシンプルな形で再定式化することに成功した。5)その結果、ポアソン・サンプリングが導入可能となり、それよってアルゴリズムの簡素化および拡張容易性に成功した。6)さらにその結果として、従来版では曖昧であった時間を、シミュレーション時間と実時間とで明確に分離することが出来た。外挿によって、シミュレーション時間と実時間を対応付けられる。7)Drug intervention trial を実装し、各症例に仮想的介入シミュレーション、すなわち、遺伝子の異常を仮想的にブロックしたときの動態をシミュレートした。一遺伝子ブロックだけでなく、併用療法、つまり、2遺伝子同時ブロックも行った。今後は多数症例に適用してさらなるプログラムの改良を行い、臨床応用へと進む予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] C-CAT: The National Datacenter for Cancer Genomic Medicine in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Kohno Takashi、Kato Mamoru、Kohsaka Shinji、Sudo Tomohisa、Tamai Ikuo、Shiraishi Yuichi、Okuma Yusuke、Ogasawara Daisuke、Suzuki Tatsuya、Yoshida Teruhiko、Mano Hiroyuki
    • 雑誌名

      Cancer Discovery

      巻: 12 ページ: 2509~2515

    • DOI

      10.1158/2159-8290.CD-22-0417

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Cancer-cell evolution simulator based on genomic data for cancer personalized medicine2022

    • 著者名/発表者名
      Mamoru Kato
    • 学会等名
      The 81st Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
  • [学会発表] Cancer-cell evolution simulator based on patient's genomic data for cancer personalized medicine2022

    • 著者名/発表者名
      Mamoru Kato
    • 学会等名
      The Japanese Society for Mathematical Biology 2022
    • 招待講演
  • [備考] 新しい個別化医療の理論―数値シミュレーション型個別化医療

    • URL

      https://www.ncc.go.jp/jp/ri/division/bioinformatics/project/2020_tugHall_01.mp4

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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