Development of a Novel Microphysiological System for Peripheral Neurotoxicity Prediction Using Human iPSC-Derived Neurons with Morphological Deep Learning

韓 笑波、松田 直毅、鈴木 郁郎
東北工業大学

山中 誠
ウシオ電機株式会社
 

　生体模倣システム（MPS）は、体内の微小環境における生理機能を再現するin vitro培養技術であり、薬物スクリーニングへの応用が期待されている。本研究では、ヒトiPSc由来感覚ニューロンの神経突起網を構築するMPSと神経突起形態のディープラーニングにより、薬物誘発性神経毒性（Chemotherapy-induced peripheral neuropathy, CIPN）を予測する評価方法を開発した。 

　本検討において、ヒトiPSc由来感覚ニューロンを用い、代表的な抗がん剤を投与した後の神経突起画像を用いたAI解析モデルにより、細胞体および軸索への毒性効果を評価した。薬物毒性を有意に検出し、かつ細胞体または軸索への部位特異的な影響を分類可能であり、本手法が化学療法誘発性の末梢神経障害の効果的な評価法となることが認められた。また、この結果は神経フィラメント軽鎖の発現変化の結果も臨床報告と一致した。したがって、本MPSと形態学的ディープラーニングの組み合わせは、in vitroにおける末梢神経毒性評価の有用なプラットフォームとなる。 

 

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