2016 Fiscal Year Annual Research Report
漢方薬成分のインシリコ標的タンパク質探索による漢方薬リポジショニング
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16H05276
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
門脇 真 富山大学, 和漢医薬学総合研究所, 教授 (20305709)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山西 芳裕 九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (60437267)
梅嵜 雅人 富山大学, 和漢医薬学総合研究所, 准教授 (80534370) [Withdrawn]
東田 千尋 富山大学, 和漢医薬学総合研究所, 教授 (10272931)
柴原 直利 富山大学, 和漢医薬学総合研究所, 教授 (10272907)
山本 武 富山大学, 和漢薬研究所, 助手 (70316181)
林 周作 富山大学, 和漢医薬学総合研究所, 助教 (10548217)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 東洋医学 / 漢方薬 / ドラッグ・リポジショニング / 標的タンパク質探索 / インシリコ / 結合シミュレーション / 機械学習手法 / 実験薬理学的検証 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
漢方薬、生薬、成分化合物、標的タンパク質などに関する様々なビッグデータの収集を行った。化合物・タンパク質間相互作用やその結合強度の情報を様々な文献やデータベースから収集し、データベース化した。96種類の漢方薬主要成分化合物に関して、ヒト全タンパク質立体構造に対する結合シミュレーションを既に実施しているが、その結果（結合エネルギー、結合状態の分子イメージなどの物性値情報）を分かりやすく表示する機能をデータベース上に構築した。漢方薬や生薬の成分化合物の化学構造を記述子で表現し、数百万個の化合物・タンパク質間相互作用のデータセットに対して、化学構造類似性検索を行うことで、漢方薬や生薬の成分化合物の標的タンパク質の候補を探索した。現在、これらの結果を基にオントロジー解析や、パスウェイ解析の方法を開発しており、結合シミュレーションと機械学習法の結果をリンクさせる機能も構築している。漢方薬のリポジショニングをするための準備として、これまでに報告されている疾患と治療標的タンパク質の既知の関係を様々な文献やデータベースから収集した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究分担者の休職、死去に伴い、漢方薬成分の標的タンパク質を予測するシステムの開発が遅れた。
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| Strategy for Future Research Activity |
人材を補強して、漢方薬成分の標的タンパク質を予測するシステムの開発を行う。「漢方薬成分の標的タンパク質予測」の結果を元に、各漢方薬成分が相互作用すると予測された標的タンパク質群について、タンパク質の生物学的機能で分類するオントロジー解析を行う。さらに、予測された標的タンパク質群を、KEGGやReactomeなどを利用して、タンパク質機能の発現単位であるパスウェイ（シグナリング経路、代謝経路や遺伝子発現制御経路などの分子間ネットワーク）のマップにマッピングし、漢方薬が影響を及ぼしているパスウェイを探索する。予測された標的タンパク質群の各パスウェイにおける充填率を計算し、充填率の高いパスウェイを漢方薬が影響を与えているパスウェイの候補とする。そして、数千個の疾患・治療標的タンパク質の関係を整備し、「疾患と治療標的タンパク質」の網羅的な関係をテンプレートとして活用し、充填率の高いパスウェイを基に、漢方薬の既知の薬理作用の新規作用機序の解明や新規適応可能疾患（DR）の予測につなげていく。
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