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2023 年度 実施状況報告書

尿中細胞の深層学習・画像解析による腎疾患早期診断方法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K19511
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

林 香  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (60445294)

研究分担者 伊藤 裕  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任教授 (40252457)
菱川 彰人  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (50867489)
楠本 大  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (70571727)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2025-03-31
キーワード慢性腎臓病 / ポドサイト / 血尿 / AI / Deep learning
研究実績の概要

まずは、尿中赤血球の形態認識、Deep learningにより、赤血球形態に基づいた血尿原疾患の診断を目指した検討を行っている。腎臓外来患者の尿検体を用いて、専門の臨床検査技師により変形赤血球(dysmorphic RBC)、均一赤血球(isomorphic RBC)をラベル付けし、教師データを作成する予定であり、100例程度は症例が必要であることから、現在教師データを準備している。機械学習に際しては、慶應AIメディカルセンターで利用している既存のGPUサーバーを利用し、教師データでの学習後に正診率を検証する。
また、ポドサイトの形態認識を同様にAIを用いて行う検討については、尿中ポドサイトの形態認識の難易度が高いことから、まずはヒト培養ポドサイトを用いて、アンジオテンシンIIや高糖条件、DNA損傷を惹起する条件下で培養を行い、ポドサイトの損傷を確認したのちに形態認識を試みている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

尿中ポドサイトの染色、AIによる認識が困難であり、培養細胞を用いた検討に変更して行っている。また尿中赤血球については、教師データ取り込みを行っているが、多くの症例数が必要であり、また解析担当者が産休に入ったこともあり、進捗は遅延している。

今後の研究の推進方策

尿中赤血球の形態、およびヒト培養ポドサイトの形態について、教師データの取り込みを行い、その精度を確認する。解析メンバーを追加して検討を進める予定である。

次年度使用額が生じた理由

AIの教師データの取り込みとサンプルの形態認識の進捗、培養ポドサイトの形態認識に用いるサンプルの条件検討が遅延しており、培養実験にかかるコストを次年度に持ち越して検討を行いたいと考えている。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (4件)

  • [雑誌論文] Podocyte Ercc1 is indispensable for glomerular integrity2024

    • 著者名/発表者名
      Hama Eriko Yoshida、Nakamichi Ran、Hishikawa Akihito、Kihara Miho、Abe Takaya、Yoshimoto Norifumi、Nishimura Erina Sugita、Itoh Hiroshi、Hayashi Kaori
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 704 ページ: 149713~149713

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2024.149713

  • [雑誌論文] Significance of podocyte DNA damage and glomerular DNA methylation in CKD patients with proteinuria2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto Norifumi、Hayashi Kaori、Hishikawa Akihito、Hashiguchi Akinori、Nakamichi Ran、Sugita-Nishimura Erina、Yoshida-Hama Eriko、Azegami Tatsuhiko、Nakayama Takashin、Itoh Hiroshi
    • 雑誌名

      Hypertension Research

      巻: 46 ページ: 1000~1008

    • DOI

      10.1038/s41440-023-01169-2

  • [雑誌論文] DNA-damaged podocyte-CD8 T?cell crosstalk exacerbates kidney injury by altering DNA methylation2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamichi Ran、Hishikawa Akihito、Chikuma Shunsuke、Yoshimura Akihiko、Sasaki Takashi、Hashiguchi Akinori、Abe Takaya、Tokuhara Tomoko、Yoshimoto Norifumi、Nishimura Erina Sugita、Hama Eriko Yoshida、Azegami Tatsuhiko、Nakayama Takashin、Hayashi Kaori、Itoh Hiroshi
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 42 ページ: 112302~112302

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.112302

  • [雑誌論文] Targeting DNA Methylation in Podocytes to Overcome Chronic Kidney Disease2023

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Kaori
    • 雑誌名

      The Keio Journal of Medicine

      巻: 72 ページ: 67~76

    • DOI

      10.2302/kjm.2022-0017-IR

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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