Wide-area, high-resolution digital image analysis for neurodegenerative diseases

神经退行性疾病的广域高分辨率数字图像分析

• 批准号: 22K15214
• 负责人: 濱崎 英臣
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15214/
• 关键词: タウオパチー; アルツハイマー病; 神経変性疾患; 画像解析; 神経病理

本研究の目的は、Tauタンパク異常蓄積が神経細の細胞体にみられる神経原線維変化（Neurofibrillary tangle; NFT）と様々な細胞突起内に沈着が見られる神経突起網病変を区分して定量的に解析することで、量的な変化や沈着パターンを明らかにし、Tauタンパクによって引き起こされる疾患のサブタイプを明確にすることである。2022年度は、Tauタンパク異常蓄積解析のための撮像条件の決定と解析プログラムの作製を予定しており、研究計画通りに行った。症例として、①大脳皮質のNFTを主病変とする症例、②神経突起網病変が顕著である症例、③病変が軽度であり、ごく少数のNFTが観察される症例、④病変が軽度であり、ごく少数の神経突起網病変のみ観察される症例、の4パターンに分け各3症例を代表例として選択し、撮像条件の決定とプログラムの開発を行った。広範囲の撮像はKEYENCE BZ-X700を用いてタイルスキャンを行い、撮像の倍率や範囲などの条件を検討した。200倍以上の倍率で異常構造物の形態学的な解析が可能であったことから、撮像200倍以上の倍率で複数の条件設定を行った。解析範囲と所要時間を考慮し倍率は200倍とした。現行のプログラムを拡張し、広範囲を対象とした解析を行った。陽性構造物の抽出は、これまで教師なしの機械学習を用いて標本間の染色性の違いを補正しつつ、陽性構造物を抽出してきた。病変が明瞭である症例①、②、③の群は従来の抽出方法をベースとした解析でも対応が可能であった。一方、④の突起網病変がごく少数出現する症例群は偽陽性の抽出が多いことから、対応したプログラムを開発中である。より広い症例に対応するため、検討症例を追加し、現在40症例ほどの撮像を終え解析中である。また現行のプログラムを用いてMyotonic dystrophy症例のtau病変の解析を行いJNEN誌に掲載した。

本研究的目的是定量区分神经原纤维缠结 (NFT)（在神经细胞的细胞体中观察到 Tau 蛋白异常积累）和神经突丛病变（在各种细胞过程中观察到 Tau 蛋白异常积累）。通过分析Tau蛋白，我们将阐明数量变化和沉积模式，并阐明Tau蛋白引起的疾病的亚型。 2022年，我们计划确定成像条件并创建用于分析异常Tau蛋白积累的分析程序，我们按照研究计划开展了这项工作。病例包括：（1）主要病变为大脑皮质NFT的病例，（2）神经突网络病变突出的病例，（3）病变较轻，仅观察到少量NFT的病例，（ 4）病变较轻的病例我们将研究分为仅观察到少量神经突网络病变的四种模式，各选取3例作为代表性病例，确定成像条件并制定方案。对于广域成像，使用 KEYENCE BZ-X700 进行平铺扫描，并检查成像倍率和范围等条件。由于可以在200倍或更高的放大倍数下对异常结构进行形态学分析，因此在200倍或更高的放大倍数下设置多个成像条件。考虑到分析范围和所需时间，放大倍数设置为 200 倍。目前的计划已扩大到涵盖广泛的领域。到目前为止，我们已经提取了阳性结构，同时使用无监督机器学习纠正样本之间的染色差异。对于病灶明确的①、②、③组病例，可按常规提取方法进行分析处理。另一方面，由于病例组④仅出现少量网状病变，误报较多，因此正在制定相应的方案。为了覆盖更广泛的病例，我们添加了更多病例，目前正在对大约 40 个病例进行成像和分析。我们还使用当前程序分析了强直性肌营养不良病例中的 tau 病变，并将其发表在 JNEN 上。

项目成果

Neuropathology of classic myotonic dystrophy type 1 is characterized by both early initiation of primary age-related tauopathy of the hippocampus and unique 3-repeat tauopathy of the brainstem

• DOI: 10.1093/jnen/nlac097
• 发表时间: 2022-11-04
• 期刊: JOURNAL OF NEUROPATHOLOGY AND EXPERIMENTAL NEUROLOGY
• 影响因子: 3.2
• 作者: Hamasaki, Hideomi;Maeda, Norihisa;Iwaki, Toru
• 通讯作者: Iwaki, Toru