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2019 Fiscal Year Annual Research Report

動物の心を読む:画像解析と人工知能を応用した新しい実験動物評価モデルの確立

Research Project

Project/Area Number 17H06252
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

村田 幸久  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (40422365)

Project Period (FY) 2017-06-30 – 2020-03-31
Keywords人工知能 / 画像解析 / 実験動物
Outline of Annual Research Achievements

実験動物モデルの評価には以下に挙げる課題がある。ⅰ)技術面:麻酔は神経や循環器の機能に大きく影響し、手術による痛みも強烈である。施術や評価には個人差があるため、再現性に乏しい場合もある。また、観察には長時間を要することもあり、評価者の負担になる。ⅱ)評価項目:疼痛やストレス、生活リズムなど、疾患管理の上で非常に重要な項目を、実験動物を用いて客観的に評価するのは難しい。ⅲ)倫理面:各々の評価を単独で行う場合も多く、非常に多くの実験動物の犠牲を要する。実験動物を長時間拘束することにも問題がある。

以上の課題を解決るには、動物にとってより自然な環境下で、彼らの生体情報や情動を、客観的かつ総合的に評価できる技術の確立が必須である。そこで本提案は、実験動物からより重要な情報をより多く、より簡単に取得できる技術の開発を目的とする。具体的には、画像解析技術や人工知能を応用し、無麻酔、無拘束、非侵襲の状態で生体情報や情動を評価できる、新しい実験動物評価系を確立する。

令和元年度の研究では、これまでに構築してきた撮影、解析技術を様々な病態モデルの評価に応用していった。具体的には睡眠リズムの解析、塩酸投与による急性肺炎モデル、卵白アルブミンの皮下・経口投与による食物アレルギーモデル、痛み(不安)モデルの撮影と解析を行った。加えてマウスの引っ掻きやグルーミングを自動検出できる人工知能の構築にも成功し、論文発表を行った。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (49 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (36 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 12 results) Book (1 results) Remarks (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Automated detection of mouse scratching behaviour using convolutional recurrent neural network2021

    • Author(s)
      Kobayashi Koji、Matsushita Seiji、Shimizu Naoyuki、Masuko Sakura、Yamamoto Masahito、Murata Takahisa
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Pages: 658

    • DOI

      10.1038/s41598-020-79965-w

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] L-PGDS-derived PGD2 attenuates acute lung injury by enhancing endothelial barrier formation.2019

    • Author(s)
      Horikami D, Toya N, Kobayashi K, Omori K, Nagata N, Murata T.
    • Journal Title

      J Pathol

      Volume: 248 Pages: 280-290

    • DOI

      10.1002/path.5253.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hematopoietic prostaglandin D synthase-derived prostaglandin D2 ameliorates adjuvant-induced joint inflammation in mice.2019

    • Author(s)
      Tsubosaka Y, Maehara T, Imai D, Nakamura T, Kobayashi K, Nagata N, Fujii W, Murata T.
    • Journal Title

      FASEB J

      Volume: 33 Pages: 6829-6837

    • DOI

      10.1096/fj.201802153R.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Therapeutic potential of D prostanoid receptor 1 signal enhancement in a murine model of food allergy.2019

    • Author(s)
      Nakamura T, Hirai R, Tachibana Y, Masuko S, Nagata N, Murata T.
    • Journal Title

      J Allergy Clin Immunol

      Volume: 143 Pages: 2290-2293.e4.

    • DOI

      10.1016/j.jaci.2019.01.039.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Epithelial cell-derived prostaglandin D2 inhibits chronic allergic lung inflammation in mice.2019

    • Author(s)
      Maehara T, Nakamura T, Maeda S, Aritake K, Nakamura M, Murata T.
    • Journal Title

      FASEB J

      Volume: 33(7) Pages: 8202-8210

    • DOI

      10.1096/fj.201802817R.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Production of lipid mediators in mastitic milk of cow.2019

    • Author(s)
      Hayashi A, Fujii S, Nakamura T, Kobayashi K, Sakatani M, Endo M, Takahashi T, Murata T.
    • Journal Title

      Anim Sci J

      Volume: 90(8) Pages: 999-1007

    • DOI

      10.1111/asj.13222.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The assessment of mouse spontaneous locomotor activity using motion picture.2019

    • Author(s)
      Kobayashi K, Shimizu N, Matsushita S, Murata T.
    • Journal Title

      J Pharmacol Sci

      Volume: 143(2) Pages: 83-88

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2020.02.003.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] PGDM as a Specific Maker of Food Allergy2020

    • Author(s)
      Takahisa Murata
    • Organizer
      Food Allergy Gordon Research Conference
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] アトピー性皮膚炎モデルマウス及び患者における尿中脂質プロファイルの解析2020

    • Author(s)
      永田 奈々恵、濵﨑 雄大、稲垣 真一郎、中村 達朗、堀上 大貴、山本 貴和子、犬塚 祐介、下澤 達雄、橘 侑里、成田 雅美、大矢 幸弘、村田 幸久
    • Organizer
      第2回比較薬理学・毒性学会春季研究会
    • Invited
  • [Presentation] 5,6-DiHETEはTRPV4チャネルを阻害して腸炎の治癒を促進する2020

    • Author(s)
      小林幸司、芦名功平、Derouiche Sandra、濱端大貴、中村達朗、永田奈々恵、富永真琴、村田幸久
    • Organizer
      第2回比較薬理学・毒性学会春季研究会
    • Invited
  • [Presentation] 疾患における生理活性脂質の役割の解明と応用2020

    • Author(s)
      大森啓介、前原都有子、藤原祐樹、宮崎悠介、藤井省太、堀上大貴, 山崎愛理沙、今井大貴、橘侑里、益子櫻、林亜佳音、濱崎雄太、木田美聖、小林唯、宮田佳奈、山本晃子、竹ノ内晋也、原口大雅、芦名功平、小林幸司、中村達朗、永田奈々恵、村田幸久
    • Organizer
      第2回比較薬理学・毒性学会春季研究会
  • [Presentation] プロスタグランジンD2を毒仮説から考える2020

    • Author(s)
      中村達朗、藤原祐樹、木田美聖、村田幸久
    • Organizer
      第2回比較薬理学・毒性学会春季研究会
    • Invited
  • [Presentation] The role of Prostaglandin D2 synthase in retinal angiogenesis2020

    • Author(s)
      堰八英里香、大森啓介、小林幸司、永田奈々恵、中村達朗、倉田薫里、植村明嘉、村田幸久
    • Organizer
      第93回日本薬理学会年会
  • [Presentation] 動物の心を読む:薬理学における動物行動研究の新展開 画像解析による動物行動評価方法の開発2020

    • Author(s)
      小林幸司、松下誠司、清水直行、村田幸久
    • Organizer
      第93回日本薬理学会年会 公募シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] PGD2シグナルの欠損と強化で変わる食物アレルギー病態フェノタイプ2019

    • Author(s)
      中村達朗、平井里奈、橘侑里、村田 幸久
    • Organizer
      第1回日本比較薬理毒性学会春季研究会
  • [Presentation] Pharmacological stimulation of DP receptor is beneficial for food allergy in mice2019

    • Author(s)
      Takahisa Murata, Tatsuro Nakamura, Rina Hirai, Sakura Masuko
    • Organizer
      2019 AAAAI Annual Meeting
  • [Presentation] 生体における脂質の役割解明とその応用2019

    • Author(s)
      村田幸久
    • Organizer
      日本医学会連合risign starリトリート
    • Invited
  • [Presentation] 動画を用いたマウス自発運動の自動測定方法の確立2019

    • Author(s)
      小林幸司、清水直行、松下誠司、村田幸久
    • Organizer
      第66回日本実験動物学会総会
  • [Presentation] マーモセット消耗症候群における尿中脂質代謝産物の産生プロファイル2019

    • Author(s)
      山崎愛理沙1, 中村達朗1, 宮部貴子2, 平田暁大3, 井上理香子1, 小林幸司1, 宮崎悠介1, 石上暁代2, 兼子明久2, 小泉誠4, 太田裕貴5, 岡野ジェイムス洋尚5, 村田幸久1
    • Organizer
      第66回日本実験動物学会総会
  • [Presentation] The role of PGD2/CRTH2 signaling in host defense against bee venom2019

    • Author(s)
      Misato Kida, Tatsuro Nakamura, Yuki Fujiwara, Takahisa Murata.
    • Organizer
      The 68th Annual Meeting of Japanese Society of Allergology
  • [Presentation] 8-iso PGE2 causes nasal congestion in allergic rhinitis of mice2019

    • Author(s)
      Yuri Tachibana, Tatsuro Nakamura, Takahisa Murata
    • Organizer
      The 68th Annual Meeting of Japanese Society of Allergology
  • [Presentation] Lipid profiling in nasal lavage fluid of a murine model of allergic rhinitis2019

    • Author(s)
      Tatsuro Nakamura, Yuri Tachibana, Takahisa Murata
    • Organizer
      The 68th Annual Meeting of Japanese Society of Allergology
  • [Presentation] リピドーム解析の病態解明や診断への応用2019

    • Author(s)
      村田幸久
    • Organizer
      脂質生化学会
    • Invited
  • [Presentation] 5,6-DiHETEは血管の透過性を抑制する2019

    • Author(s)
      濱端大貴、中村達朗、芦名功平、橘侑里、堀上大貴、小林幸司、○村田幸久
    • Organizer
      脂質生化学会
  • [Presentation] L-PGDS由来のPGD2がエストロゲン 枯渇による骨破壊に与える影響2019

    • Author(s)
      今井 大貴、大森 啓介、壺坂 義記、永田 奈々恵、小林 幸司、中村 達郎、村田 幸久
    • Organizer
      第140回日本薬理学会関東部会
  • [Presentation] がん内血管内皮細胞の抗がん剤感受性においてL-PGDSが果たす役割の解明2019

    • Author(s)
      小林唯、宮崎悠介、大森啓介、小林幸司、村田幸久
    • Organizer
      第140回日本薬理学会関東部会
  • [Presentation] ハチ毒に対する生体防御反応においてプロスタグランジンD2受容体CRTH2シグナルが果たす役割2019

    • Author(s)
      木田美聖、中村達朗、藤原祐樹、村田幸久.
    • Organizer
      第140回日本薬理学会関東部会
  • [Presentation] 脂質が循環に与える影響2019

    • Author(s)
      村田幸久
    • Organizer
      日本血管生物医学会 血管研究会
    • Invited
  • [Presentation] Mediator Lipidomics: Towards Comprehensive Metabolic Profiling of Eicosanoids and Related Fatty Acids2019

    • Author(s)
      Atsuhiko Toyama, Tatsuro Nakamura, Takahisa Murata.
    • Organizer
      The Omics Rebolution: Beyond Genomics
  • [Presentation] L-PGDSがエストロゲン枯渇による骨破壊に与える影響2019

    • Author(s)
      今井大貴、大森啓介、壷阪義記、永田奈々恵、小林 幸司、藤井渉、 中村達郎、村田幸久
    • Organizer
      第162回日本獣医学会学術集会
  • [Presentation] L-PGDSはがん血管内皮細胞の薬剤感受性を低下させる2019

    • Author(s)
      小林唯、宮崎悠介、大森啓介、小林幸司、村田幸久
    • Organizer
      第162回日本獣医学会学術集会
  • [Presentation] ハチ毒に対する生体防御反応においてプロスタグランジンD2受容体CRTH2シグナルが果たす役割2019

    • Author(s)
      木田美聖、中村達朗、藤原祐樹、村田幸久.
    • Organizer
      第162回日本獣医学会学術集会
  • [Presentation] アレルギー性鼻炎モデルマウスの鼻汁における 脂質メディエーターの産生量の変化2019

    • Author(s)
      橘 侑里、中村 達朗、荒井 美乃、曽根 正好、村田 幸久
    • Organizer
      第162回日本獣医学会学術集会
  • [Presentation] マーモセットウェイスティングシンドロームにおける尿中脂質代謝産物の 産生プロファイル2019

    • Author(s)
      山崎愛理沙、中村達朗 、宮部貴子、平田暁大 、井上理香子、 小林幸司 、宮﨑悠介、石上暁代、兼子明久、小泉誠、 太田裕貴、岡野ジェイムス洋尚、村田幸久
    • Organizer
      第162回日本獣医学会学術集会
  • [Presentation] 急性肺障害におけるリポカリン型プロスタグランジンD合成酵素の役割解明2019

    • Author(s)
      堀上大貴、遠矢直樹、小林幸司、大森啓介、永田奈々恵、村田幸久
    • Organizer
      第162回日本獣医学会学術集会
  • [Presentation] DBPCFC with N of 1 RCT and PGDM improve diagnostic accuracy of food allergies in a 9-year-old boy2019

    • Author(s)
      Yusuke Inuzuka, Kiwako Yamamoto-Hanada, Motoko iwama, Kenji Toyokuni, Koji Nishimura, Makoto Irahara, Fumi Ishikawa, Makiko Miyata, Miori Sato, Yumiko Miyaji, Mayako Saito, Tatsuki Fukuie, Masami Narita, Ichiro Nomura, Tatsuro Nakamura, Tatsuo Shimosawa, Takahisa Murata, Yukihiro Ohya
    • Organizer
      Pediatric Allergy and Asthma Meeting (PAAM) 2019
  • [Presentation] お腹の調子を整える新規ω3脂肪酸の発見2019

    • Author(s)
      村田 幸久
    • Organizer
      DHAEPA協議会 第21回公開講演会
    • Invited
  • [Presentation] Application of lipid mediator for Animal Health2019

    • Author(s)
      Takahisa Murata
    • Organizer
      Animal Health Innovation Asia
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The role of prostaglandin D2 in food allergy2019

    • Author(s)
      Takahisa Murata
    • Organizer
      The 1st ToBEST symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 無拘束・非侵襲環境下での 動物評価技術の開発2019

    • Author(s)
      村田幸久
    • Organizer
      新日本科学発表
    • Invited
  • [Presentation] 5,6-DiHETEは血管透過性を抑制する新規生理活性脂質である2019

    • Author(s)
      村田幸久、濱端大貴、中村達朗、芦名功平、橘侑里、堀上大貴、小林幸司
    • Organizer
      第29回日本循環薬理学会
  • [Presentation] The profiling of lipid metabolites in the nasal lavage fluid of a murine model of allergic rhinitis2019

    • Author(s)
      Yuri Tachibana, Tatsuro Nakamura. Takahisa Murata
    • Organizer
      World Allergy Congress 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mast cell-derived PGD2 limits absorption of bee venom locally in skin2019

    • Author(s)
      Murata T, Fujiwara Y, Kida M, Maehara T, Nakamura T
    • Organizer
      第27回日本血管生物医学会学術集会
  • [Book] 画像解析技術を利用した実験動物の行動評価2020

    • Author(s)
      小林幸司 村田幸久
    • Total Pages
      3
    • Publisher
      画像ラボ
  • [Remarks] 東京大学 大学院農学生命科学研究科 放射線動物科学研究室

    • URL

      http://www.vm.a.u-tokyo.ac.jp/houshasen/index.html

  • [Remarks] 東京大学 大学院農学生命科学研究科

    • URL

      https://www.a.u-tokyo.ac.jp/

  • [Remarks] 東京大学 大学院農学生命科学研究科 応用動物科学専攻

    • URL

      https://www.facebook.com/utokyo.ars.5

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム2020

    • Inventor(s)
      村田幸久 小林幸司 松下誠司 清水直行 湯浅智之 港高志
    • Industrial Property Rights Holder
      村田幸久 小林幸司 松下誠司 清水直行 湯浅智之 港高志
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-211853
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム2020

    • Inventor(s)
      村田幸久 小林幸司 松下誠司 清水直行 湯浅智之 港高志
    • Industrial Property Rights Holder
      村田幸久 小林幸司 松下誠司 清水直行 湯浅智之 港高志
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-211852

URL: 

Published: 2021-12-27   Modified: 2023-12-25  

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