人工知能のバイオシミュレーションによる膵癌細胞機能の解明と個別化療法への応用

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K15961
• Research Institution: Tokyo Medical University
• Principal Investigator: 向井 俊太郎 東京医科大学, 医学部, 講師 (50895745)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 膵癌 / メタボローム解析 / 人工知能 / オミックス解析

Outline of Annual Research Achievements

これまで従来の方法より正確に定量出来るCE-TOFMSという新規技術によって唾液メタボローム解析（代謝物の網羅的解析）の研究を行い、膵癌に特徴的なバイオマーカーを発見し、早期診断への有用性を報告してきた。本研究では、この技術を応用し、癌組織を用いたゲノム解析と同様に、個別化医療への可能性について考え本研究を企画・立案した。具体的には、臨床組織検体のゲノム解析と唾液・血液検体のメタボローム解析によって得られる情報と臨床情報を、人工知能（AI）を用いてオミックスとして統合化することにより、癌細胞をコンピュータ上でシミュレーション化し、膵癌に対する化学療法（抗癌剤治療）の感受性を評価することの実現性を検証する予定である。
本年度は、膵癌の摘出された手術組織検体やEUS-FNBにて採取された組織を採取し、採取された組織検体をプレシジョン・メディスン開発研究センターにてRNA-seqによるトランスクリプトーム解析から癌の生物学的特徴を診断する。および治療開始前に同一患者の唾液と血液を採取して、キャピラリー電気泳動質量分析装置（CE-TOFMS）を用いた分析方法で網羅的に代謝産物を測定する予定であった。そのため、検体採取の具体的な方法や採取した検体の保存場所等の研究を開始するための準備を進めてきた。いつでも開始できる状態ではあるが、臨床で検体採取するに際し、医学倫理委員会への承認が必要であり、その申請を行っているが承認が得られていない。しかし、承認が得られればすぐに研究を開始する準備は整っている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

臨床で検体採取するに際し、医学倫理委員会への承認が必要であり、その申請を行っているが承認が得られていない。しかし、承認が得られればすぐに研究を開始する準備は整っている。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、まず膵癌の摘出された手術組織検体やEUS-FNBにて採取された組織を採取し、採取された組織検体をプレシジョン・メディスン開発研究センターにてRNA-seqによるトランスクリプトーム解析から癌の生物学的特徴を診断する。および治療開始前に同一患者の唾液と血液を採取して、キャピラリー電気泳動質量分析装置（CE-TOFMS）を用いた分析方法で網羅的に代謝産物を測定する予定である。さらに、抗癌剤に安定同位体のラベリングによりタグを付け、その質量差をMS(mass spectrometer, 質量分析計)解析にて追跡することにより抗癌剤の薬物代謝経路を解明し、薬物代謝に関与し抗癌剤感受性を左右する酵素を同定する予定である。

Causes of Carryover

初年度から採取した組織検体を用いてRNA-seqによるトランスクリプトーム解析やメタボローム解析を開始する予定であったが、倫理委員会の承認が得られず開始できていないため、次年度使用額が生じた。倫理委員会承認後、すぐに研究が開始できるため、採取した組織検体を用いてRNA-seqによるトランスクリプトーム解析やメタボローム解析のための費用に使用する予定である。