Treatment of masticatory disorders and development of ALS diagnostic biomarkers by fusion of AI and neurophysiological data

通过人工智能和神经生理学数据的融合治疗咀嚼障碍并开发 ALS 诊断生物标志物

• 批准号: 21K17088
• 负责人: 関 壮樹
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K17088/
• 关键词: ALS; 筋萎縮性側索硬化症; 咀嚼障害; AI; 人工知能; バイオマーカー; 一次感覚神経; 三叉神経中脳路核; 電気生理; パッチクランプ

筋萎縮性側索硬化症 (ALS) は運動ニューロンの変性を伴った重篤な筋力低下を伴う難病であり、病気の進行に伴い、咀嚼・嚥下障害がみられ、経口摂取困難となり死に至る。これまでの研究では乳幼児期のALSモデルマウス (SOD1-G93A) において、咀嚼を制御する一次感覚神経の発火異常が報告されている。本研究ではALS モデルマウスを用いて、① 咀嚼障害が病期のどの時期にどのように現れるのか、人工知能（AI）を用いた咀嚼行動の検討を行う。さらに、② 咀嚼を制御する一次感覚ニューロンの発火異常が病期とともにどのように推移するのか、電気生理学的な検討を行い、ALSの咀嚼障害の治療に有益な手法の考案を目的とする。①において、ALSモデルマウスの咀嚼行動をビデオカメラで撮影、撮影した動画をSSD (Single Shot MultiBox Detector)を用いて咀嚼サイクルを自動検出し、野生型マウスと比較検討したところ、ALSモデルマスでは野生型マウスと比較し、12週齢頃より咀嚼サイクルが有意に延長することがわかった。②においては現在、咀嚼を制御する一次感覚神経の電気生理学的検討を行い、成熟期のALSモデルマウスにおいても異常な発火活動と基本膜特性の変調を認めた。ALSモデルマウスの咀嚼サイクル検出AIの開発と、咀嚼サイクルの経時的変化、成熟期ALSモデルマウスにおける一次感覚ニューロンの変調について、第67回、口腔外科学会総会、2022.Oral Science にて学会発表した。2023.03.27 Nutrients誌にて研究成果を論文報告した（Kitaoka and Seki et al.,2023）。2023.International Conference on Oral and Maxillofacial Surgery (ICOMS) にて学会発表予定である。

肌萎缩性侧索硬化症（ALS）是一种无法治愈的疾病，涉及严重的肌肉无力并伴有运动神经元变性，随着疾病的发展，它会引起吞咽困难和吞咽困难，使口服难以摄取并导致死亡。先前的研究报道了在婴儿ALS模型小鼠（SOD1-G93A）中控制咀嚼的原发性感觉神经异常的发射。在这项研究中，ALS模型小鼠将用于研究1）如何使用人工智能（AI）：1）：1）：1）：3）：3）：咀嚼性疾病出现在疾病的哪个阶段，以及如何用于研究咀嚼行为。此外，2）目的是对控制咀嚼的原发性神经元中的异常发射进行电生理检查，并在ALS中使用一种有用的方法来治疗咀嚼性疾病。在1中，用摄像机拍摄了ALS模型小鼠的咀嚼行为，并使用SSD（单镜头多伯克斯检测器）自动检测咀嚼周期，并与野生型小鼠进行比较。发现与野生型小鼠相比，在ALS模型小鼠中，咀嚼周期从大约12周龄大约延长了。在2中，我们现在对控制咀嚼的一级感觉神经进行了电生理检查，并在成熟的ALS模型小鼠中观察到了基本膜特性异常的发射活性和调节。在ALS模型小鼠中的咀嚼周期检测AI的发展，随着时间的推移咀嚼周期的变化以及成熟ALS模型小鼠中原发性神经元的调节在2022年口腔外科学会的第67次股东大会上介绍了口腔科学。 2023.03.27在养分杂志上报告了研究结果（Kitaoka和Seki等，2023）。该会议将在国际口腔和颌面外科（ICOMS）的国际会议上介绍。

项目成果

Dentigerous cyst excision using shading films in a patient with erythropoietic protoporphyria

• DOI: 10.1016/j.ajoms.2021.12.007
• 发表时间: 2022-06-07
• 期刊: JOURNAL OF ORAL AND MAXILLOFACIAL SURGERY MEDICINE AND PATHOLOGY
• 影响因子: 0.4
• 作者: Seki，Soju;Nozoe，Akira;Tanaka，Susumu
• 通讯作者: Tanaka，Susumu

A case of sclerosing odontogenic carcinoma

硬化性牙源性癌1例

• DOI: 10.1016/j.ajoms.2021.03.008
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology
• 作者: Soju Seki;Susumu Tanaka;Takayuki Hara;Nao Nishimura;Kaori Oya;Toshihiro Uchihashi;Shinichiro Hiraoka;Munehiro Hamaguchi;Mikihiko Kogo
• 通讯作者: Mikihiko Kogo

Early impairment of Mes V neuron comparing other types of sensory neurons in ALS model mouse

ALS 模型小鼠 Mes V 神经元早期损伤与其他类型感觉神经元的比较

• 发表时间: 2022
• 作者: 萩野僚介;峯篤史;上村（川口）明日香;山田（田尻）裕子;弓立真広;伴晋太郎;山中あずさ;松本真理子;東真未;中谷早希;矢谷博文;Soju Seki
• 通讯作者: Soju Seki

A case of localized nodular amyloidosis in the sublingual gland and submucosa of the mouth floor

舌下腺及口底粘膜下层局限性结节性淀粉样变1例

• DOI: 10.5794/jjoms.67.620
• 发表时间: 2021
• 期刊: Japanese Journal of Oral and Maxillofacial Surgery
• 作者: 原 崇之;石濱 孝二;外川 健司;関 壮樹;田中 徳昭;古郷 幹彦
• 通讯作者: 古郷 幹彦

Membrane excitabilities in neonatal rat mesencephalic trigeminal neurons under dietary zinc deficiency

膳食缺锌条件下新生大鼠中脑三叉神经元膜兴奋性

• DOI: 10.2334/josnusd.20-0566
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Oral Science
• 影响因子: 1.9
• 作者: Saori Yamada ;Susumu Tanaka ;Soju Seki ;Mikihiko Kogo
• 通讯作者: Mikihiko Kogo