Development of AI technology to detect prion activity of pathogenic proteins in nasal mucosa and its application to diagnosis of dementia

鼻粘膜致病蛋白朊病毒活性检测AI技术开发及其在痴呆诊断中的应用

基本信息

批准号：
20K20588
负责人：
遠山育夫
金额：
$ 16.64万
依托单位：
Shiga University of Medical Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-07-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2020年度は、倫理委員会の承認を得て、プリオン活性を検出するバイオアッセイ系を構築し、アルツハイマー病患者および対照例の剖検脳および鼻粘膜サンプルを用いてプリオン活性を測定した。アルツハイマー病患者10例と非神経疾患対照例10例の剖検脳および鼻粘膜サンプルを用いてプリオン活性を測定した。その結果、アルツハイマー病患者からの試料で強いプリオン活性を認めた。蛍光強度は、いずれもアルツハイマー病患者で優位に強かった（p <0.05）。ELISA測定では、特に鼻粘膜サンプルでは、タンパク量が少なく、アルツハイマー病患者と対照例の間に優位な差は、認めなかった。これらの結果は、ヒトの鼻粘膜サンプルを用いたアルツハーマー病診断には、プリオン活性を測定する方がELISA法で測定するよりも診断能力が高いということを示している。これらの結果は、Journalof Alzheimer’s Disease Reports に論文発表した。2021年度は、上記のプリオン活性系を用いて、アルツハイマー病例、対照例の脳サンプルのプリオン活性を蛍光顕微鏡で測定した後、蛍光を使わない位相差画像も取得した。AIを用いて蛍光を使わない位相差画像から蛍光画像で測定したプリオン活性を導くことができるか検討した。現時点では、AIを用いても蛍光画像で検出できるプリオンを位相差画像から正確に検出することは困難だが、AIを用いて位相差画像を解析することで、アルツハイマー例と対照例を区別できることが分かった。2022年度は、培養細胞でAIを用いてアルツハイマー病を診断するための、AI技術を様々なプログラムを用いて検討した。また、ヒトの剖検脳組織、剖検鼻粘膜組織を用いて実際にリン酸化タウタンパクがヒト鼻粘膜に存在することを確かめ、Acta Histochemica et Cytochemica誌に発表した。

在2020年，在伦理委员会的批准下，构建了一个生物测定系统来检测prion活性，并使用尸检大脑和鼻粘膜样本测量了患有阿尔茨海默氏病和对照组患者的鼻粘膜样本。使用10例阿尔茨海默氏病患者的尸检大脑和鼻粘膜样本和10例非神经疾病的对照来测量prion活性。结果，在阿尔茨海默氏病患者的样本中观察到了强大的prion活性。两种荧光强度在阿尔茨海默氏病患者中均显着（p <0.05）。 ELISA测量值显示出低蛋白质含量，尤其是在鼻粘膜样品中，并且在阿尔茨海默氏病和对照组之间未观察到主要差异。这些结果表明，与ELISA方法相比，使用人鼻粘膜样品诊断Alzhermer病的ELISA方法比ELISA方法更有能力诊断Alzhermer病。这些结果发表在阿尔茨海默氏病杂志上。在2021财年，使用上述荧光显微镜使用上述prion活性系统测量了来自阿尔茨海默氏病病例和对照组的大脑样本中的prion活性，然后也没有荧光获取相对比图像。我们研究了在荧光图像中测得的prion活性是否可以从不使用AI使用荧光的相对比图像中得出。目前，很难使用来自相位差图的AI在荧光图像中检测到可以检测到的prions，但是已经发现，通过使用AI分析相差图像，可以区分阿尔茨海默氏症和对比鲜明示例。 2022年，使用各种程序检查了AI技术，以在培养细胞中使用AI诊断阿尔茨海默氏病。此外，使用人尸检脑组织和尸检鼻粘膜组织，已经证实，磷酸化的tau蛋白实际上存在于人类鼻粘膜中，并将其发表在Acta Histormetamica eT CytoChemicA期刊上。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Loss of lysosomal proteins Progranulin and Prosaposin associated with increased neurofibrillary tangle development in Alzheimer’s disease.

溶酶体蛋白颗粒体蛋白前体和前塞波蛋白的丢失与阿尔茨海默病中神经原纤维缠结的发展增加有关。

DOI：
10.1093/jnen/nlab056
发表时间：
2021
期刊：
J Neuropathol Exp Neurol
影响因子：
0
作者：
Mendsaikhan A;Tooyama I;Serrano GE;Beach TG;Walker DG
通讯作者：
Walker DG

シンポジウム　「組織細胞化学の新技術」細胞の見えるか化技術

“组织细胞化学新技术”细胞可视化技术研讨会

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryusuke Miyata;Daisuke Tadaki;Daichi Yamaura;Shun Araki;Madoka Sato;Maki Komiya;Teng Ma;Hideaki Yamamoto;Michio Niwano;Ayumi Hirano-Iwata;Hirokazu Toju;水上民夫
通讯作者：
水上民夫