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2015 年度 実績報告書

セルアレイからのタンパク質分布と発現タイミング情報に基づくがん細胞の特徴化と分類

研究課題

研究課題/領域番号 23300110
研究機関山口大学

研究代表者

松野 浩嗣  山口大学, 理工学研究科, 教授 (10181744)

研究分担者 Faure Adrien  山口大学, 理工学研究科, 助教 (00610627)
葛 崎偉  山口大学, 教育学部, 教授 (30263750)
近藤 智子 (古屋智子)  山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30379979)
北風 裕教  大島商船高等専門学校, 情報工学科, 准教授 (70342558)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2016-03-31
キーワードシステム生物学 / シグナル伝達 / シミュレーション工学 / 機械学習
研究実績の概要

シグナル伝達経路のシグナルの流れを再現するために新たに``滞留なし''という概念を導入し,滞留なしペトリネットにより反応速度の自動決定手法の開発に取り組んできた。このなかで,依存部分ネットを定義し,依存縮約による発火頻度の決定,すなわちシグナル伝達経路の反応速度の決定が可能であることを示した.これは依存縮約可能な部分ネットにおけるトランジションの発火頻度が互いに依存しあうことによる.
今年度の研究では,段階的な依存縮約によるネットの構造変化を示したうえで,滞留なしペトリネットの依存縮約を実現するアルゴリズムを提案した。さらに滞留なしペトリネットモデルにおける依存縮約可能なトランジション同士へ依存関係を定義し,依存縮約手法に関する一意性についての性質も示した。
一方,セルアレイを利用し,イメージサイトメトリーから取得したがん細胞のタンパク質量,タンパク質の凝集度,細胞のサイズ,DNA量,DNAの凝集度の5次元の散布パターンの違いを利用した特徴化の実現について,サポートベクタ―マシン(SVM)を用いて非線形空間に写像し線形分離を行うことでがん細胞の特徴化を実現することができることを示した.
これにより,がん患者から採取した未知のがん細胞が,過去に採取されSVMによって特徴化されたデータベース内の細胞情報と適合させることを可能にした.この手法では,がん細胞のサンプル数が増加すればするほど学習制度を向上させることができ,患者から取得した未知のがん細胞であっても,データベース内のSVMと比較照合が可能となる.
Her2タンパクを用いた10種類のがん細胞(A431, CCK-81, G-EMC-SS, HeLaS3, HMC-1-8, LK-2, MDA-MB-435, PC-3, SW-13, TIG-7)の適合実験においては,全てのがん細胞において正しく識別が可能であることを確認した.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] 滞留なしペトリネットnおける依存縮約の一意性に関する性質2016

    • 著者名/発表者名
      水田淳史、葛崎偉、松野浩嗣
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 115 ページ: 41-46

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dependent shrink for Petri net model of signaling pathway2015

    • 著者名/発表者名
      A. Mizuta, Q.W. Ge, H. Matsuno
    • 雑誌名

      CEUR Workshop Proceedings

      巻: 1373 ページ: 85-99

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] SVMを用いた病理診断システムにおけるがん細胞の種類増加に伴う認識検証2016

    • 著者名/発表者名
      重本昌也,古屋智子,松野浩嗣,北風裕教
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-03-15 – 2016-03-18
  • [学会発表] インターフェロンγ投与による乳癌由来細胞株における時間変化の特徴分析2016

    • 著者名/発表者名
      藤崎七海,古屋智子,松野浩嗣,北風裕教
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-03-15 – 2016-03-18
  • [学会発表] ニューラルネットワークを用いたがん細胞の認識検証2016

    • 著者名/発表者名
      Baasanchuluun Batnasan,古屋智子,松野浩嗣,北風裕教
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-03-15 – 2016-03-18

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公開日: 2017-01-06  

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