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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K20588/
• 关键词: 認知症; AI; プリオン; 診断; アルツハイマー病; タウタンパク; 神経科学; 組織細胞化学

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。

In 2020, the Ethics Committee approved the establishment of a system for the determination of the activity of the nasal mucosa. 10 cases of non-neurologic disorders were examined for the activity of the nasal mucosa. The results of the test showed that the activity of the test was higher than that of the control group. The intensity of light was higher in patients with acute respiratory syndrome (p <0.05). ELISA assay is used to determine the optimal position of nasal mucosa in patients with chronic diseases. The results of the ELISA test are as follows: Journal of Alzheimer's Disease Reports. In 2021, the activity system of the above records was used to determine the activity of the above records. AI uses light to measure phase contrast images, light to measure activity, and light to measure brightness. The current position of the image is different from the previous position. In 2022, the use of cultured cells for AI diagnosis was discussed. In addition, it is necessary to examine the nasal mucosa tissue and confirm the existence of Acta Histochemica et Cytochemica.

项目成果

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
• 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

• 发表时间: 2021
• 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