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2020 Fiscal Year Research-status Report

アルツハイマー病疾患サブタイプを考慮した新規ドラッグリポジショニング法の開発

Research Project

Project/Area Number 20K15778
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

菊地 正隆  大阪大学, 医学系研究科, 特任准教授(常勤) (90722538)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsアルツハイマー病 / ドラッグリポジショニング
Outline of Annual Research Achievements

現在アルツハイマー病 (AD:Alzheimer's Disease) の新薬開発は難航している。効率的な薬剤探索の手法の一つとして既存の薬剤から新たな薬効を見出し別の疾患へ応用するドラッグリポジショニング (DR:Drug Repositioning) が注目されている。中でも公共の遺伝子発現データを用いたデータ駆動型の様々なDR手法が提案されてきた。しかし特定の研究で得られた遺伝子発現データはしばしば再現性が低く、また遺伝子間の関係性も十分に考慮されていない。そこで本研究では独自に収集し解析した約1万件以上の公共のADオミックスデータによるメタアナリシス統計量とADに特化した生体分子ネットワークデータを駆使する。また遺伝子がもつ疾患特徴量や薬剤効果量を遺伝子間の”つながり”を介して周辺に伝播させる新手法の開発を行いADに特化した精度の高いDRを目指す。
令和2年度はネットワーク伝播法をプログラムで実装し、その挙動を確認した。いくつかの単純なネットワークデータを生成し、様々なスコアベクトルを用意し解析した。その結果、クラスタ係数が高いノードにスコアを与えてプロパゲートした場合、そのノードが属するクラスタに強い影響を与え、その他のノードにあまり影響を与えなかった。次に媒介中心性が高いノードにスコアを与えてプロパゲートした場合には、全体的に弱く影響を与えた。最後にクラスタ係数と媒介中心性が中程度に高いノードにスコアを与えた場合には、そのノードが属するクラスタに強い影響を与えるとともにその他のノードに弱く影響を与えることがわかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の研究計画と前後したが予定通り解析ツールの実装を行ったため計画はおおむね順調に進展している。また解析の特徴を調べるためにいくつかのデータ例を作成し、その挙動を確認した。本年度の知見を踏まえ今後の研究結果の考察を行う。

Strategy for Future Research Activity

次年度は解析用データの整備を行い、実際に解析を行う。生体分子ネットワークデータは公共のタンパク質間相互作用ネットワークを用いる。薬剤を投与した際の遺伝子発現データはLINCSデータベース(http:// www.lincsproject.org/)から得る。またその国内外の学会において情報収集や成果発表をする予定である。

Causes of Carryover

次年度は公共データを整備し解析を行う。そのために必要となる環境整備に充当する。

  • Research Products

    (10 results)

All 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Upregulated expression of a subset of genes in APP;ob/ob mice: Evidence of an interaction between diabetes‐linked obesity and Alzheimer’s disease2021

    • Author(s)
      Shinohara Mitsuru、Kikuchi Masataka、Onishi‐Takeya Miyuki、Tashiro Yoshitaka、Suzuki Kaoru、Noda Yasuhiro、Takeda Shuko、Mukouzono Masahiro、Nagano Seiichi、Fukumori Akio、Morishita Ryuichi、Nakaya Akihiro、Sato Naoyuki
    • Journal Title

      FASEB BioAdvances

      Volume: 3 Pages: 323~333

    • DOI

      10.1096/fba.2020-00151

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 1q21.1 distal copy number variants are associated with cerebral and cognitive alterations in humans2021

    • Author(s)
      Van der Meer D, Kikuchi M (70 in 143 authors), Boen R.
    • Journal Title

      Translational Psychiatry

      Volume: 11 Pages: NA

    • DOI

      10.1038/s41398-021-01213-0

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effects of copy number variations on brain structure and risk for psychiatric illness: Large‐scale studies from the ENIGMA working groups on CNVs2021

    • Author(s)
      Sonderby I, ... , for the ENIGMA-CNV Working Group (Kikuchi M (16 in 31 authors)) and ENIGMA 22q11.2 Deletion Syndrome Working Group.
    • Journal Title

      Human Brain Mapping

      Volume: NA Pages: NA

    • DOI

      10.1002/hbm.25354

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Polygenic Architecture of Human Neuroanatomical Diversity2020

    • Author(s)
      Biton Anne、Masataka Kikuchi (13 in 24 authors)、Toro Roberto、Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative
    • Journal Title

      Cerebral Cortex

      Volume: 30 Pages: 2307~2320

    • DOI

      10.1093/cercor/bhz241

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Association of Copy Number Variation of the 15q11.2 BP1-BP2 Region With Cortical and Subcortical Morphology and Cognition2020

    • Author(s)
      Van der Meer D, Kikuchi M (67 of 132 authors), Andreassen O
    • Journal Title

      JAMA Psychiatry

      Volume: 77 Pages: 420~420

    • DOI

      10.1001/jamapsychiatry.2019.3779

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 軽度認知障害のデータドリブンなサブタイピングおよびアルツハイマー病発症予測2020

    • Author(s)
      菊地 正隆、小林 香織、春日 健作、宮下 哲典、池内 健、湯本 英二、伏見 泰人、武田 理宏、真鍋 史朗、上條 憲一、松村 泰志
    • Organizer
      第39回日本認知症学会学術集会
  • [Presentation] An application of heterogeneous mixture learning for mild cognitive impairment subtyping2020

    • Author(s)
      Masataka Kikuchi, Kaori Kobayashi, Kensaku Kasuga, Akinori Miyashita, Takeshi Ikeuchi, Eiji Yumoto, Yasuto Fushimi, Toshihiro Takeda, Shirou Manabe, for the Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative, Kenichi Kamijo, Yasushi Matsumura
    • Organizer
      11th Biennial Conference of the Asia-Pacific Association for Medical Informatics (APAMI 2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] アルツハイマー病マルチオミックスデータを用いたシステム生物学的研究2020

    • Author(s)
      菊地 正隆
    • Organizer
      第93回日本生化学会大会
  • [Presentation] Polygenic analysis of Alzheimer’s disease in a Japanese population2020

    • Author(s)
      Masataka Kikuchi, Akinori Miyashita, Norikazu Hara, Daichi Shigemizu, Kouichi Ozaki, Shumpei Niida, Takechi Ikeuchi, Akihiro Nakaya
    • Organizer
      The Alzheimer's Association International Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 異種混合学習を用いたアルツハイマー病発症予測解析2020

    • Author(s)
      菊地 正隆,小林 香織,湯本 英二,伏見 泰人,武田 理宏, 真鍋 史朗,松村 泰志,上條 憲一,中谷 明弘
    • Organizer
      第24回日本医療情報学会春季学術大会

URL: 

Published: 2021-12-27  

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