Mathematical and statistical methods for expediting the assessment of human health effects of chemicals
| Project/Area Number |
20K12203
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 63040:Environmental impact assessment-related
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
竹下 潤一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (60574390)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 知道 東京理科大学, 理工学部経営工学科, 教授 (50251369)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
|
|---|
| Keywords | 毒性予測 / インシリコ手法 / 動物実験代替法 / k-近傍法 / 統計的測定精度評価 / 用量反応関係 / 順序尺度 / 貧血 / 技能試験 / クラスタ解析 / リードアクロス手法 / 応用数学 / 毒性予測手法 / 類似性評価手法 / 統計的測定評価手法 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
化学物質等の化合物のヒト健康影響を実施する際に必要となる動物試験数を削減するために、数理科学的手法、統計科学的手法に基づいた化合物の毒性予測手法の構築を目指す。そのために、(1)毒性既知化合物を適切に毒性学的類似性からグループ化する手法、(2)毒性未知化合物と毒性既知化合物との類似性を毒性情報を用いずに評価する手法の2つの研究を進める。また、国際規格を審議するISO等での研究成果の普及活動も行う。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は，2021年度に引き続き統計的アプローチによる毒性予測に関する研究及び，毒性評価・予測に資するスクリーニング試験方法の統計的測定精度評価に関する研究を行った．また，本研究課題のベースである確率・統計理論についても研究を行った．
(1)毒性予測手法の研究では，情報学分野のk-近傍法と利用する距離に関する研究成果をサーベイし，本研究課題における化学物質間距離の計算に利用する距離の候補を抽出した．サーベイの結果，0付近の小さい値では小さな数値の変化が化学物質間の類似性に大きく影響し，一方で大きな値では数値の変化が化学物質間の類似性にほとんど影響しない性質を持つ距離が適しているとの結論に至った．また，化学物質間距離の計算に用いる変数の選択方法が，毒性の類似性に与える影響を定量化した．複数のデータセットと複数の変数選択方法を用いて類似物質の毒性の一致度を比較したところ，適切な変数選択方法は用いるデータセットにかなり依存することがわかった．
(2)統計的測定精度評価手法の研究としては，昨年度に引き続き用量反応関係を測定する測定方法を対象に研究を行い，試験室間分散を用量反応関係の位置の違いに寄与する部分と，傾きの違いに寄与する部分とに分解する方法論を提案した．また，順序尺度に対する既存ばらつき指標の中から，精度評価実験の解析での利用に適しているものをシミュレーションスタディを通じて提案した．具体的には，(i)BashkanskyらによるORDANOVAで利用されている指標，(ii)Kvalsethが提案したミンコフスキー距離を用いた指標を取り上げ，このうち，ミンコフスキー距離の次数2のKvaseth提案指標が最も適しているとの結論に至った．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
毒性予測手法の研究に関しては，書籍の一部にこれまでの研究成果を包括的に紹介する記事を執筆する機会が得られ，広く研究成果を紹介することができた．統計的測定精度評価手法の研究に関しては，新たな研究成果をまとめ国際誌へ投稿することができた．さらに，本研究課題のベースとなる確率・統計理論に関する成果を国際誌で2報発表することができた．
また，研究代表者の組織と研究分担者の組織の立地が近く，新型コロナの影響もなく月に1-2回程度の対面による研究ディスカッションも継続でき，本研究課題は「おおむね順調に進展している.」と判断した.
|
| Strategy for Future Research Activity |
毒性予測手法に関する研究については，リードアクロス手法の研究を進める．本科研費事業で整備した化学物質の毒性試験データセットの解析をさらに進め，既存毒性情報の特徴を把握し可能な限り定量化するとともに，リードアクロスを行うための化合物間距離の計算方法について検討を行う．
統計的測定精度評価手法に関する研究については，2022年度に引き続き，計測結果が順序尺度である測定方法に対する精度評価手法と，用量反応関係を測定する測定方法に対する精度評価手法それぞれについて検討を進める．
2023年度も研究代表者と研究分担者との研究ディスカッションは，月1-2回程度対面で実施することを継続する．
|
Report
(3 results)
Research Products
(28 results)
