Model establishment for hepatocarcinogenesis using artificial intelligence

利用人工智能建立肝癌发生模型

基本信息

  • 批准号:
    21K07939
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-02-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

本研究では、独自に確立してきた学術・技術基盤に基づき、以下の目的を設定した。(1) 肝癌ゲノム情報と癌微小環境の空間的多様性の機械学習による臨床予測モデルの構築、 (2) ヒトiPS細胞由来多細胞肝臓オルガノイドの開発と微小環境と病態形成に関わる細胞連関解析から肝癌の臨床病態を数理学的に予測かつ細胞生物学的に証明することを目的とし、今年度の実績として下記を得た。(1) HBV陽性肝細胞癌についてHBV integration siteを集計し、患者毎のintegration site数は多くの症例で限定されたintegration siteのみ同定された。格子状に並んだ細胞が確率的に死滅・増殖を繰り返していく確率モデルを用いて実際に観測されたHBV DNA integration siteの分布を説明可能か検証した。空間構造の影響を考慮して格子モデルと混合モデルを作成して比較検討した。格子モデルでより多くのintegration siteが残存していたことに対し混合モデルでは1つのintegration siteを持つ細胞がモノクローナルに格子全体を占有していたことから空間構造がintegration siteの多様性を保つことに寄与することが示唆された。(2)HBV integrationのみを有するiPS細胞と、上記1により解析された微小環境の空間的多様性と発癌に関連すると抽出された遺伝子変異群との形質の違いを解析する検討を進めた。今年度はゲノム編集により標的遺伝子を改変したヒトiPS細胞を用いて、発癌病態の一部を再現しうる肝疾患病態解析モデルを構築した。標的領域へHBVゲノムをknock inすることによって新規のヒトiPS細胞株を樹立、肝細胞系譜に誘導したところ、疾患モデル型細胞株では増殖能と細胞周期関連遺伝子群の発現が有意に高く、肝発癌病態の一部が再現された。
在本研究中,我们根据我们独立建立的学术和技术基础设定了以下目标。 (1)利用肝癌基因组信息和癌症微环境空间多样性的机器学习构建临床预测模型,(2)开发人类iPS细胞衍生的多细胞肝脏类器官,并分析与微环境和发病机制相关的细胞关系。我们的目标是从数学上预测肝癌的临床病理学并从细胞生物学角度证明它,今年我们获得了以下结果。 (1)对HBV阳性肝细胞癌进行了HBV整合位点计数,但在许多情况下,每个患者仅确定了有限数量的整合位点。我们验证了是否可以使用随机模型来解释实际观察到的 HBV DNA 整合位点的分布,其中排列成格子图案的细胞随机地重复死亡和增殖。考虑空间结构的影响,创建了点阵模型和混合模型并进行了比较和研究。在晶格模型中,保留了更多的整合位点,而在混合模型中,具有一个整合位点的细胞单克隆地占据了整个晶格,这表明空间结构保持了整合位点的多样性。 (2)我们进行了一项研究,分析了仅具有HBV整合的iPS细胞之间的性状差异,以及提取的与上述1中分析的微环境的空间多样性和癌发生有关的基因突变。今年,我们构建了一个肝病病理分析模型,可以使用人类 iPS 细胞重现一些致癌病理,这些细胞的目标基因已通过基因组编辑进行了修改。当通过将 HBV 基因组敲入目标区域并诱导形成肝细胞谱系而建立新的人类 iPS 细胞系时,该疾病模型细胞系表现出明显更高的增殖能力和细胞周期相关基因的表达,并具有一些致癌病理学特征。转载。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
脂肪性肝疾患の病態形成における腸管疾患の関与
肠道疾病参与脂肪肝发病机制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    渡壁 慶也;金子 俊;朝比奈 靖浩;稲田 賢人;持田 知洋;志水 太郎;土屋 淳;三好 正人;北畑 富貴子;新田 沙由梨;村川 美也子;藤井 俊光;井津井 康浩;中川 美奈;柿沼 晴;岡本 隆一
  • 通讯作者:
    岡本 隆一
ヒトiPS細胞を利用したB型肝炎ウイルス関連肝細胞癌発癌におけるMLL4の機能解析
使用人 iPS 细胞分析 MLL4 在乙型肝炎病毒相关肝细胞癌发生过程中的功能
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    土屋 淳;柿沼 晴;三好 正人;志水 太郎;渡壁 慶也;持田 知洋;北畑 富貴子;新田 沙由梨;村川 美也子;井津井 康浩;東 正新;中川 美奈;朝比奈 靖浩;岡本 隆一
  • 通讯作者:
    岡本 隆一
ヒトiPS細胞を利用したB型肝炎ウイルス関連肝細胞癌発癌におけるMLL4の機能解析
使用人 iPS 细胞进行 MLL4 在乙型肝炎病毒相关肝细胞癌致癌过程中的功能分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    土屋 淳;柿沼 晴;三好 正人;志水 太郎;渡壁 慶也;持田 知洋;北畑 富貴子;新田 沙由梨;村川 美也子;井津井 康浩;東 正新;中川 美奈;朝比奈 靖浩;岡本 隆一
  • 通讯作者:
    岡本 隆一
TERT領域へのHBVゲノム挿入が癌形質獲得に与える影響
HBV 基因组插入 TERT 区域对癌症性状获得的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    新田 沙由梨;柿沼 晴;持田 知洋;渡壁 慶也;志水 太郎;土屋 淳;三好 正人;北畑 富貴子;村川 美也子;井津井 康浩;中川 美奈;東 正新;朝比奈 靖浩
  • 通讯作者:
    朝比奈 靖浩
ヒトiPS細胞由来肝細胞オルガノイドの樹立と疾患モデルへの応用
人iPS细胞源性肝细胞类器官的建立及其在疾病模型中的应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    志水 太郎;三好 正人;柿沼 晴;土屋 淳;持田 知洋;渡壁 慶也;北畑 富貴子;新田 沙由梨;村川 美也子;井津井 康浩;東 正新;中川 美奈;朝比奈 靖浩;岡本 隆一
  • 通讯作者:
    岡本 隆一
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北畑 富貴子其他文献

ヒト iPS 細胞による疾患モデルを利用した先天性肝線維症分子標的の探索
利用人类 iPS 细胞疾病模型寻找先天性肝纤维化的分子靶点
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    柿沼 晴;角田 知之;三好 正人;紙谷 聡英;佐藤 綾子;土屋 淳;北畑 富貴子;村川 美也子;新田 沙由梨;井津井 康浩;中川 美奈;東 正新;朝比奈 靖浩;渡辺 守
  • 通讯作者:
    渡辺 守
TERT領域へのHBVゲノム挿入が癌形質獲得に与える影響
HBV 基因组插入 TERT 区域对癌症性状获得的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    新田 沙由梨; 柿沼 晴; 持田 知洋; 渡壁 慶也 ;志水 太郎; 土屋 淳; 三好 正人;北畑 富貴子; 村川 美也子; 井津井 康浩; 中川 美奈; 東 正新; 朝比奈 靖浩
  • 通讯作者:
    朝比奈 靖浩
TERT領域へのHBVゲノム挿入が癌形質獲得に与える影響
HBV 基因组插入 TERT 区域对癌症性状获得的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    新田 沙由梨;柿沼 晴;持田 知洋;渡壁 慶也;志水 太郎;土屋 淳;三好 正人;北畑 富貴子;村川 美也子;井津井 康浩;中川 美奈;東 正新;朝比奈 靖浩
  • 通讯作者:
    朝比奈 靖浩
TERT領域へのHBVゲノム挿入が癌形質獲得に与える影響
HBV 基因组插入 TERT 区域对癌症性状获得的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    新田 沙由梨; 柿沼 晴; 持田 知洋; 渡壁 慶也 ;志水 太郎; 土屋 淳; 三好 正人;北畑 富貴子; 村川 美也子; 井津井 康浩; 中川 美奈; 東 正新; 朝比奈 靖浩
  • 通讯作者:
    朝比奈 靖浩
ヒトiPS細胞を用いたHBV integrationモデルの樹立と悪性形質獲得に関わる分子機構の解析
利用人iPS细胞建立HBV整合模型并分析参与恶性特征获得的分子机制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    新田 沙由梨;柿沼 晴;稲田賢人;持田 知洋;渡壁 慶也;志水 太郎;土屋 淳;三好 正人;金子俊;北畑 富貴子;村川 美也子;井津井 康浩;中川 美奈;朝比奈 靖浩
  • 通讯作者:
    朝比奈 靖浩

北畑 富貴子的其他文献

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相似国自然基金

CD4+CD25+调节性T细胞对肿瘤干细胞的影响及其调控机制研究
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    81171983
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    面上项目

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    $ 2.66万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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控制胰腺癌肝转移的挑战,重点关注瘤内微生物群和肝脏微环境
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    2024
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    $ 2.66万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Glut1癌症相关成纤维细胞增强了肿瘤T细胞浸润的代谢屏障
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    10752508
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    2024
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    $ 2.66万
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FABP4 介导的脂质代谢和瘤周微环境变化对前列腺癌生长和进展的调节
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    24K12479
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
透析患者に発生する腎細胞癌のOmics解析と腫瘍免疫微小環境の統合的理解
透析患者发生肾细胞癌的组学分析及肿瘤免疫微环境的综合理解
  • 批准号:
    24K12492
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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知道了