日本人向けエピジェネティック・クロックの新手法を開発し、Mathematics誌に論文が掲載

日本人向けエピジェネティック・クロックの新たな道

東京都中央区に本社を置く株式会社Rhelixaは、このたび日本人特化型の高精度エピジェネティック・クロックの開発に成功したことを発表しました。この研究結果が、応用数学と数学一般を対象とする専門誌「Mathematics」に採択されました。従来の手法を超えた精度を誇り、DNAメチル化パターンを利用して生物学的年齢を予測することができます。この技術の適用により、日本人における健康リスク評価や老化予防分野での適用が期待されています。

研究の背景

エピジェネティック・クロックは、DNA内のメチル化パターンをもとに生物学的な年齢を推定する重要な技術です。しかし、これまでの多くのクロックモデルは、異なる人種のデータを用いて訓練されているため、特定の人種においてバイアスが生じる可能性がありました。そこで、日本人に特化したモデルのニーズが高まっていたのです。

TENetの開発

本研究では、新たな転移学習手法「Transfer Elastic Net（TENet）」を考案し、日本人に特化したエピジェネティック・クロックを構築しました。このTENetは、既存のモデルから得たパラメーターを活用することで、少数のサンプルからでも高精度な年齢評価を実現することが可能です。実際には143名の日本人のDNAメチル化データを元に、Horvath、Hannum、PhenoAgeの各クロックを構築しました。

研究の成果

独自の主成分分析法を用いて、技術的ノイズを取り除き、信頼性の高いPC-Horvath、PC-Hannum、PC-PhenoAgeのPCクロックモデルを開発しました。これらのモデルは、使用していない評価セットの50名のデータに適用され、その結果、TENetを利用したモデルは従来の手法に比べて予測誤差が小さく、バイアスも劇的に減少したことが確認されました。TENetは、既存モデルとの高い類似性を保持しながらも、日本人に特有のデータに適したパラメーター推定が実現されています。

今後の展開

TENetで構築したエピジェネティック・クロックは高い精度を示していますが、臨床応用には多様性のある日本人被験者を対象とした臨床試験が必要になります。この試験によって、本研究で構築されたモデルの実用性に関するデータが集積され、個別化医療や予防医療への応用が進むことが期待されています。

研究に関する詳細

- 論文タイトル: Transfer Elastic Net for Developing Epigenetic Clocks for the Japanese Population
- 著者: 塘由惟, 仲木竜
- 掲載誌: Mathematics
- 掲載日: 2024年8月30日

本研究は、エピジェネティック・クロックの新たな可能性を切り開くものであり、日本人を対象とした新しい生物学的年齢評価のツールとして、老化予防や健康リスク評価に特化した未来が期待されます。