オミックスデータから薬物の標的分子を網羅的に予測するための機械学習法の開発

• 研究課題/領域番号: 25700029
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 生命・健康・医療情報学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 山西 芳裕 九州大学, 高等研究院, 准教授 (60437267)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円); 2015年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2014年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円); 2013年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
• キーワード: 機械学習 / インシリコ創薬 / 標的分子 / 相互作用予測 / 薬物

研究成果の概要

薬物・標的タンパク質間相互作用の同定は、医薬品開発において最重要課題である。ポストゲノム研究では、ゲノム、トランスクリプトーム、プロテオームなどの遺伝子やタンパク質に関する大量のオミックスデータが得られるようになってきた。同時に、膨大な数の化合物や薬物に関するケミカル情報や生理活性情報も蓄積されている。本研究プロジェクトでは、そのような薬物やタンパク質に関する膨大なオミックスデータを融合解析し、未知の薬物・標的タンパク質間相互作用を予測するための機械学習の手法を開発することを目的としている。

研究成果

• [雑誌論文] Predicting target proteins for drug candidate compounds based on drug-induced gene expression data in a chemical structure-independent manner (2015)
  • 著者名/発表者名: Hizukuri, Y., Sawada, R., and Yamanishi, Y.
  • 雑誌名: BMC Medical Genomics 巻: 8 号: 1 ページ: 82-82
  • DOI: 10.1186/s12920-015-0158-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Target-based drug repositioning using large-scale chemical-protein interactome data (2015)
  • 著者名/発表者名: Sawada, R., Iwata, H., Mizutani, S., and Yamanishi, Y.
  • 雑誌名: Journal of Chemical Information and Modeling 巻: 55 号: 12 ページ: 2717-2730
  • DOI: 10.1021/acs.jcim.5b00330
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mining discriminative patterns from graph data with multiple labels and its application to QSAR (2015)
  • 著者名/発表者名: Shao, Z., Hirayama, Y., Yamanishi, Y., Saigo, H.
  • 雑誌名: Journal of Chemical Information and Modeling 巻: 55 号: 12 ページ: 2519-2527
  • DOI: 10.1021/acs.jcim.5b00376
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Large-scale prediction of beneficial drug combinations using drug efficacy and target profiles (2015)
  • 著者名/発表者名: Iwata, H., Sawada, R., Mizutani, S., Kotera, M., and Yamanishi, Y.
  • 雑誌名: Journal of Chemical Information and Modeling 巻: 55 号: 12 ページ: 2705-2716
  • DOI: 10.1021/acs.jcim.5b00444
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] DINIES: drug-target interaction network inference engine based on supervised analysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Yamanishi, Masaaki Kotera, Yuki Moriya, Ryusuke Sawada, Minoru Kanehisa, Susumu Goto
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 42 号: W1 ページ: W39-W45
  • DOI: 10.1093/nar/gku337
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Benchmarking a wide range of chemical descriptors for drug-target interaction prediction using a chemogenomic approach (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryusuke Sawada, Masaaki Kotera, and Yoshihiro Yamanishi
  • 雑誌名: Molecular Informatics 巻: 33 号: 11-12 ページ: 719-731
  • DOI: 10.1002/minf.201400066
  • 査読あり
• [雑誌論文] KCF-S: KEGG Chemical Function and Substructure for improved interpretability and prediction in chemical bioinformatics (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Kotera, Yasuo Tabei, Yoshihiro Yamanishi, Yuki Moriya, Toshiaki Tokimatsu, Minoru Kanehisa and Susumu Goto.
  • 雑誌名: BMC Systems Biology 巻: 7 号: S6
  • DOI: 10.1186/1752-0509-7-s6-s2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scalable prediction of compound-protein interactions using minwise hashing (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Tabei and Y.Yamanishi
  • 雑誌名: BMC Systems Biology 巻: 7 号: Suppl 6 ページ: S3-S3
  • DOI: 10.1186/1752-0509-7-s6-s3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inferring protein domains associated with drug side effects based on drug-target interaction network (2013)
  • 著者名/発表者名: Iwata, H., Mizutani, S., Tabei, Y., Kotera, M., Goto, S., and Yamanishi, Y.
  • 雑誌名: BMC Systems Biology 巻: 7(Suppl 6) 号: S6
  • DOI: 10.1186/1752-0509-7-s6-s18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inferring chemogenomic features from drug-target interaction networks (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamanishi, Y.
  • 雑誌名: Molecular Informatics 巻: 32 号: 11-12 ページ: 991-999
  • DOI: 10.1002/minf.201300079
  • 査読あり
• [学会発表] Computational drug repositioning using medical big data (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamanishi, Y.
  • 学会等名: The 6th French-Japanese Workshop on Computational Methods in Chemistry
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2016-03-16
  • 国際学会
• [学会発表] 医薬ビッグデータと機械学習によるインシリコ創薬 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山西芳裕
  • 学会等名: 新生命科学分野開拓とスーパーコンピュータ「京」
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2015-12-17
  • 招待講演
• [学会発表] 化合物応答遺伝子発現プロファイルの大規模解析による生理活性化合物の作用機序推定と創薬への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩田通夫, 澤田隆介, 山西芳裕
  • 学会等名: BMB2015（第38回分子生物学会・第88回生化学会合同大会）
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 医薬ビッグデータと機械学習によるインシリコ創薬 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山西芳裕
  • 学会等名: 日本計算機統計学会 第29回シンポジウム
  • 発表場所: 釧路
  • 年月日: 2015-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] Systematic drug repositioning via omics data analysis with machine learning methods (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamanishi, Y.
  • 学会等名: Autumn School of Chemoinformatics in Tokyo
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2015-11-25
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Systematic drug repositioning for a wide range of diseases with machine learning methods (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamanishi, Y.
  • 学会等名: Study Sessions on Bioinformatics and Related Topics
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2015-11-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 医薬ビッグデータと機械学習によるインシリコ創薬 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山西芳裕
  • 学会等名: 第19回バイオメディカル研究会「人工知能のバイオメディカル応用」
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-10-30
  • 招待講演
• [学会発表] 化合物摂動と遺伝子摂動の遺伝子発現プロファイルを用いた医薬品候補化合物の標的タンパク質予測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 澤田隆介, 岩田通夫, 山西芳裕
  • 学会等名: 第4回生命医薬情報学連合大会
  • 発表場所: 宇治
  • 年月日: 2015-10-29
• [学会発表] 化合物・タンパク質間インターラクトーム情報とオミックスデータに基づくドラッグリポジショニング (2015)
  • 著者名/発表者名: 澤田隆介, 岩田通夫, 山西芳裕
  • 学会等名: 情報計算化学生物学会2015年大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-10-27
• [学会発表] 医薬ビッグデータ解析に基づくインシリコ創薬 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山西芳裕
  • 学会等名: HPCIセミナー「予測する生命科学・医療および創薬基盤」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-10-23
  • 招待講演
• [学会発表] 医療ビッグデータの創薬応用のための機械学習法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山西芳裕
  • 学会等名: 第31回大規模データ科学に関する研究会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-08-24
• [学会発表] Systematic drug repositioning for a wide range of diseases with computational approaches (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamanishi, Y.
  • 学会等名: JCUP VI
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2015-06-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] DINIES: A web-based application for predicting drug-target interaction networks (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamanishi, Y., Kotera, M., Moriya, Y., Sawada, R., Kanehisa, M., and Goto, S.
  • 学会等名: The Thirteenth Asia Pacific Bioinformatics Conference
  • 発表場所: HsinChu
  • 年月日: 2015-01-21 – 2015-01-23
• [学会発表] オミックスデータ解析と機械学習によるインシリコ創薬 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山西芳裕
  • 学会等名: 平成２6年度九州大学高等研究院-公益財団法人九州先端科学技術研究所 研究交流会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] 薬物の潜在標的分子と新規効能のインシリコ予測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山西芳裕
  • 学会等名: 日本化学会情報化学部会主催 第二回若手の会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-29
• [学会発表] オミックスデータ解析と機械学習によるインシリコ創薬 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山西芳裕
  • 学会等名: 第23回BMIRC研究会
  • 発表場所: 飯塚
  • 年月日: 2014-10-08
  • 招待講演
• [学会発表] オミックスデータに基づく分子間相互作用ネットワークの予測と創薬への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山西芳裕
  • 学会等名: 第3回生命医薬情報学連合大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-10-02 – 2014-10-04
  • 招待講演
• [学会発表] Analysis and inference of drug-target interaction networks (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamanishi, Y.
  • 学会等名: International Symposium on Bioinformatics and its Application
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2014-09-30
  • 招待講演
• [学会発表] ケモゲノミクスや薬理ゲノミクスに基づくインシリコ創薬 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山西芳裕
  • 学会等名: 天然薬物研究方法論アカデミー第17回シンポジウム
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2014-07-26 – 2014-07-27
  • 招待講演
• [学会発表] DINIES: A web-based application for predicting drug-target interaction networks (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamanishi, Y., Kotera, M., Moriya, Y., Sawada, R., Kanehisa, M., and Goto, S.
  • 学会等名: The 22nd International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology
  • 発表場所: Boston
  • 年月日: 2014-07-11 – 2014-07-15
• [学会発表] Analysis and inference of drug-target interaction networks (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamanishi, Y.
  • 学会等名: The 5th French-Japanese Workshop on Computational Methods in Chemistry
  • 発表場所: Strasbourg
  • 年月日: 2014-06-30 – 2014-07-01
  • 招待講演
• [学会発表] In silico methods for predicting drug targets and new drug indications (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamanishi, Y.
  • 学会等名: The 9th International Symposium of the Institute Network
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] ネットワーク解析に基づくドラッグリポジショニング (2014)
  • 著者名/発表者名: 山西芳裕
  • 学会等名: 日本薬剤学会第29年会
  • 発表場所: さいたま
  • 年月日: 2014-05-20 – 2014-05-22
  • 招待講演
• [学会発表] Predicting drug-target interaction networks from the integration of chemical, genomic, and pharmacological spaces (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamanishi, Y.
  • 学会等名: International Symposium on Tumor Biology in Kanazawa & Academic Drug Discovery Symposium
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] 薬物の潜在標的分子と新規効能のインシリコ予測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山西芳裕
  • 学会等名: 共進化社会システム創成拠点フォーラム
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] ドラッグ・リポジショニングのためのイン・シリコ手法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山西芳裕
  • 学会等名: 千里ライフサイエンス振興財団専門実務セミナー
  • 発表場所: 大阪
  • 招待講演
• [学会発表] オミックスデータから薬物標的分子を網羅的に予測するためのバイオインフォマティクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 山西芳裕
  • 学会等名: 第3回NGS現場の会
  • 発表場所: 神戸
  • 招待講演
• [学会発表] ゲノム情報、ケミカル情報、薬理情報から薬物標的分子を予測する統計手法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山西芳裕
  • 学会等名: 2013年度統計関連学会連合大会
  • 発表場所: 大阪
  • 招待講演
• [学会発表] ケモゲノミクスや薬理ゲノミクスの手法による薬物・標的タンパク質間相互作用ネットワークの予測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山西芳裕
  • 学会等名: 第2回生命システム理論研究会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] 機械学習による薬物の標的分子や副作用の網羅的予測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山西芳裕
  • 学会等名: 第41回構造活性相関シンポジウム
  • 発表場所: 西宮
  • 招待講演
• [学会発表] KCF-S: KEGG Chemical Function and Substructure for improved interpretability and prediction in chemical bioinformatics (2013)
  • 著者名/発表者名: Kotera, M., Tabei, Y., Yamanishi, Y., Moriya, Y., Tokimatsu, T., Kanehisa, M., and Goto, S.
  • 学会等名: The 24th International Conference on Genome Informatics (GIW2013)
  • 発表場所: Singapore, Singapore
• [学会発表] Scalable prediction of compound-protein interactions using minwise hashing (2013)
  • 著者名/発表者名: Tabei, Y. and Yamanishi, Y.
  • 学会等名: The 24th International Conference on Genome Informatics (GIW2013)
  • 発表場所: Singapore, Singapore
• [学会発表] Inferring protein domains associated with drug side effects based on drug-target interaction network (2013)
  • 著者名/発表者名: Iwata, H., Mizutani, S., Tabei, Y., Kotera, M., Goto, S., and Yamanishi, Y.
  • 学会等名: The 24th International Conference on Genome Informatics (GIW2013)
  • 発表場所: Singapore, Singapore
• [備考] DINIES
  • URL: http://www.genome.jp/tools/dinies/