マイクロアレイデータからの関連遺伝子抽出のためのブリッジング・スタディー

• Project/Area Number: 15650050
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Statistical science
• Research Institution: The Institute of Statistical Mathematics
• Principal Investigator: 江口 真透 統計数理研究所, 統計基礎研究系, 教授 (10168776)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 南 美穂子 統計数理研究所, 統計基礎研究系, 助教授 (70277268) ; 藤澤 洋徳 統計数理研究所, 統計基礎研究系, 助教授 (00301177) ; 松浦 正明 (財)癌研究会, ゲノムセンター, 部門長 (40173794) ; 宮田 敏 (財)癌研究会, ゲノムセンター, 研究員 (60360343) ; 牛嶋 大 (財)癌研究会, ゲノムセンター, 研究員 (60328565)
• Project Period (FY): 2003 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2004: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 2003: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: ブリッジスタディー / メタアナライシス / システマティックレビュー / マイクロアレイデータ / 公表バイアス / 異型性 / バイオインフォマティクス / バイアスモデル / 遺伝子発現データ / ブリッジングスタディ / 非対称アダブースト / 自己組織化主成分分析

Research Abstract

教師つき遺伝子発現データのパターン識別に生じる困難な問題に対してブリッジング・スタディによる方法の開発を行った.この問題点は,世界的規模で同時多発的に集中して多大のコストをかけて蓄積されているデータは,各施設で得られた遺伝子発現データは個々の実験は小規模で特徴ベクトルの次元はサンプル数に比べて大きすぎるということである.この問題を解決するため,各施設のデータをブリッジするパターン識別の方法を開発した.
良いブリッジング・スタディを得るためには,いろいろと複雑に組み合わさったバイアス問題を解くことが要求されることが分かった.このブリッジングスタディの完成度を上げるために,癌研究会ゲノムセンターの情報解析に集まるデータと,国立遺伝学研究所のブリッジングスタデイの計画を進めた.
また,異なる施設で得られたマイクロアレイデータについて,起こりうる全てのバイアスについて検討した.このバイアスがパターン識別のための方法の性能にどのくらい影響を与えるか,誤分類確率について,理論的な研究とモンテカルロによる研究を両方について行った.
次に実際の異なる施設で得られたマイクロアレイデータについて,ブリッジスタデイを行い,バイアスの影響の評価とバイアスの補正を誤分類確率に対して行い,その結果に基づいて,バイアスのモデルを提案した.再度,実データへの適用からモデルの妥当性を検討する作業を幾度か繰り返し,データの学習プロセスを通してブリッジスタデイの実用化を完成した.
今後,さらに実用性を高めて,マイクロアレイデータが蓄積されている研究所との共同研究を進めたい.なお,研究成果の一部はwebを通して公開した.

Research Products

• [Journal Article] Local Model Uncertainty and Incomplete Data Bias. (2005)
  • Author(s): J.Copas(Univ.Warwick), S.Eguchi
  • Journal Title: J.Royal Statistical Society B (with discussion) (To be published)
• [Journal Article] Local likelihood density estimation when the bandwidth is large. (2005)
  • Author(s): B.U.Park(Seoul National Univ.), Y.K.Lee(Seoul National Univ.), T.Y.Kim(Keimyung Univ.), C.Park, S.Eguchi
  • Journal Title: Journal of Statistical Planning Inference (To appear)
• [Journal Article] Modeling late entry bias in survival analysis. (2004)
  • Author(s): M.Matsuura(Japanese Foundation for Cancer Research), S.Eguchi
  • Journal Title: Biometrics (In press)
• [Journal Article] The most robust loss function for boosting. (2004)
  • Author(s): Kanamori, T.(Tokyo Instistute of Technology), Takenouchi, T.(The Institute of Statistical Mathematics), Eguchi, S.(The Institute of Statistical Mathematics), Murata, N.(Waseda university)
  • Journal Title: Lecture Notes in Computer Science Neural Information Processing : 11th International Conference vol.3316 Pages: 496-501
• [Journal Article] A paradox concerning nuisance parameters and projected estimating functions. (2004)
  • Author(s): Henmi, M.(The Institute of Statistical Mathematics), Eguchi, S.(The Institute of Statistical Mathematics)
  • Journal Title: Biometrika vol.91, no.4 Pages: 929-941
• [Journal Article] Genotyping of single nucleotide polymorphism using model-based clustering (2004)
  • Author(s): Fujisawa, H.(The Institute of Statistical Mathematics), Eguchi, S.(The Institute of Statistical Mathematics), Ushijima, M.(Japanese Foundation for Cancer Research(JFCR)), Miyata, S.(Japanese Foundation for Cancer Research(JFCR)), Miki, Y.(Japanese Foundation for Cancer Research(JFCR)), Muto, T.(Japanese Foundation for Cancer Research)
  • Journal Title: Bioinformatics vol.20, no.5 Pages: 718-726
• [Journal Article] Robustifying AdaBoost by adding the naive error rate (2004)
  • Author(s): Takenouchi, T.(The Institute of Statistical Mathematics), Eguchi, S.(The Institute of Statistical Mathematics)
  • Journal Title: Neural Computation vol.16 Pages: 767-787
• [Journal Article] Information geometry of U-Boost and Bregman divergence (2004)
  • Author(s): Murata, N.(Waseda university), Takenouchi, T.(The Institute of Statistical Mathematics), Kanamori, T.(Tokyo Instistute of Technology), Eguchi, S.(The Institute of Statistical Mathematics)
  • Journal Title: Neural Computation vol.16 Pages: 1437-1481
• [Journal Article] 適合型モデル選択基準に基づく非線型回帰モデルの推定 (2004)
  • Author(s): 宮田 敏
  • Journal Title: 応用統計学 33 Pages: 70-92
• [Journal Article] Genotyping of Single Nucleotide Polymorphisms Based on a Mathematical Model for Two-Dimensional Data (2004)
  • Author(s): Satoh K., Otani K., Ushijima M., Isomura M, Matsuura M., Miki Y., Ohtaki M.
  • Journal Title: 計量生物学 25 Pages: 61-67
  • NAID: 10014334851
• [Journal Article] メディカルインフォマティクスのためのゲノム関連データの解析法とその問題点 (2004)
  • Author(s): 松浦正明, 牛嶋 大, 宮田 敏
  • Journal Title: 計量生物学 25 Pages: 117-134
  • NAID: 10014334931
• [Publications] Fujisawa, H., Eguchi, S., Ushijima, M., Miyata, S., Miki.Y., Muto, T., Matsuura, M.: "Genotyping of single nucleotide polymorphism using model-based clustering."Bioinformatics.. to appear. (2003)
• [Publications] Henmi, M., Eguchi, S.: "A paradox concerning nuisance parameters and projected estimating functions."Biometrika. to appear. (2004)
• [Publications] Minami, M.: "A Multivariate Extension of Inverse Gaussian Distribution Derived from Inverse Relationship."Communication in Statistics---Theory and Methods. 32. 2285-2304 (2003)
• [Publications] Fujisawa, H.: "Asymptotic properties of conditional maximum likelihood estimator in a certain exponential model."Journal of Multivariate Analysis. 86. 126-142 (2003)
• [Publications] Sugiyama, Y., Matsuura, M., Miyata, S., Ushijima, M., Hasumi, K., Yamori, T.他: "A Large-scale Gene Expression Comparison of Microdissected, Small-sized Endometrial Cancers with or without Hyperplasia Matched to Same-patient Normal Tissue 1."Clinical Cancer Res.. to appear. (2003)