2023 Fiscal Year Final Research Report

Elucidating the pathophysiological factors for the clinical application using an artificial intelligence analysis to the snRNA transcriptome data of canine tumors

Research Project

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Project/Area Number	21H02366
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
Research Institution	Kagoshima University
Principal Investigator	Miura Naoki 鹿児島大学, 農水産獣医学域獣医学系, 教授 (80508036)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	川原幸一大阪工業大学, 工学部, 教授 (10381170) 福島隆治東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (10466922) 丸山征郎鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (20082282) 大和田勇人東京理科大学, 創域理工学部経営システム工学科, 教授 (30203954) 中川貴之東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (40447363) 畑井仁岩手大学, 農学部, 特任教授 (40566535) 後藤章暢兵庫医科大学, 医学部, 教授 (70283885)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	犬 / 人工知能（AI） / ノンコーディングRNA / 腫瘍 / トランスクリプトーム / Y RNA / microRNA / sncRNA
Outline of Final Research Achievements	This project aimed to select new tumor diagnostic and therapeutic targets and elucidate their involvement in pathogenesis. Transcriptional analysis of canine tumor tissues, established tumor cell lines, and tumor secretory endoplasmic reticulum has been done by NGS-RNA-Seq. Artificial intelligence (AI) methods were also introduced for target discovery analysis. Functional analysis of the novel targets was performed in cell lines. As a result, novel targets for microRNAs, which are problematic in many tumors, were identified. At the same time, we confirmed tumor-specific changes in Y RNA and tRNA fragments, which have not been reported in veterinary oncology. We also noted that microRNAs-450b and 301a contribute to tumor malignancy in a cell line model.
Free Research Field	臨床獣医学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本申請課題では，犬の腫瘍で発現するノンコーディングRNAの網羅的解析を複数の犬の腫瘍で行い，複数の国際専門誌に発表した．特に，獣医腫瘍学では例のないY RNAやtRNAのフラグメントが腫瘍で発現が著しく発現が低下すること，血液中でも減少することを報告した．特にY RNAは人医療でもほとんど報告されていない．これらの新発見は今後の臨床的にも意義が高い．また，犬のメラノーマ細胞外小胞体のノンコーディングRNAの発現が，転移病巣と関連することを世界で初めて確認した．さらに，マイクロRNA-450bや301aが腫瘍の悪性化に寄与することを観察した．これらは今後の治療標的となる可能性がある．