リバーストランスオミクス解析によるがんシステムのボトムアップ統合理解と攻略

• 研究課題/領域番号: 23K20389
• 補助金の研究課題番号: 20H04282 (2020-2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2020-2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分62010:生命、健康および医療情報学関連
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 松井 佑介 名古屋大学, 医学系研究科(保健), 准教授 (90761495)
• 研究分担者: 阿部 雄一 岐阜大学, 糖鎖生命コア研究所, 特任准教授 (30731632) ; 宇野 光平 名古屋大学, 医学系研究科, 特任助教 (50873585)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2024年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2023年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 統合解析 / ネットワーク解析 / マルチオミクス解析 / プロテオゲノム解析 / 選択的スプライシング解析 / Percent Splice In / イントロン保持 / システム生物学 / プロテオゲノム / プロテオスタシス / バイオインフォマティクス / 計算生物学 / 共発現解析 / 生命情報学 / がん / 統計科学 / 情報科学 / プロテオミクス / コピュラ / パイプライン開発 / ワークフロー言語 / プロテオゲノミクス / リバーストランスオミクス解析

研究開始時の研究の概要

最終年度は、これまでの解析結果をリソースとして統合・公開していくことを目標とします。情報学の非専門家であっても容易にWebブラウザ垢らアクセス可能なツール開発は、生命科学研究の手段として重要です。これまでの研究期間で開発した分析方法やそれらを用いた解析したゲノム、遺伝子発現、たんぱく質といった分子情報をWebリソースとして、ユーザーが容易にアクセスし複数の観点から分析可能な環境を開発を進めていく予定です。

研究実績の概要

本年度は、スプライシング異常とタンパク質異常の関連性を解析するために、スプライシングイベント解析および機能的推定アルゴリズムの開発を行なった。具体的にはRNAseq配列データからPercent Splice In (PSI) を推定するためのパイプラインを構築し、疾患群で変動しているスプライシングイベントを推定ができる環境を構築した。また、スプライシング解析の課題である機能推定の問題に対して、アイソフォーム発現と統合して信頼性の高いスプライシングイベントをフィルターする計算アルゴリズムを開発して、それらを用いた機能推定方法を開発した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ゲノム変異以外の変異情報に基づくプロテオゲノム解析へ向けた解析基盤が整った。

今後の研究の推進方策

タンパク質情報を統合するプロテオゲノム解析を実施して、同定した異常スプライシングをペプチドレベルで検証する手法を開発する。

研究成果

• [雑誌論文] Systematic identification of exercise-induced anti-aging processes involving intron retention (2024)
  • 著者名/発表者名: Kodama Hayata、Ijima Hirotaka、Matsui Yusuke
  • 雑誌名: bioRxiv 巻: 23
  • DOI: 10.1101/2024.04.25.591048
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Network‐based cytokine inference implicates Oncostatin M as a driver of an inflammation phenotype in knee osteoarthritis (2023)
  • 著者名/発表者名: Iijima Hirotaka、Zhang Fan、Ambrosio Fabrisia、Matsui Yusuke
  • 雑誌名: Aging Cell 巻: 23 号: 2 ページ: 00-00
  • DOI: 10.1111/acel.14043
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Pgc-1α is an exercise-responsive regulator of myosteatosis in older individuals (2023)
  • 著者名/発表者名: Iijima Hirotaka、Ambrosio Fabrisia、Matsui Yusuke
  • 雑誌名: BioRxive 巻: - ページ: 1-23
  • DOI: 10.1101/2023.02.07.527478
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Types of anomalies in two-dimensional video-based gait analysis in uncontrolled environments (2023)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama Yuki、Uno Kohei、Matsui Yusuke
  • 雑誌名: PLOS Computational Biology 巻: 19 号: 1 ページ: 1-18
  • DOI: 10.1371/journal.pcbi.1009989
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Network-based cytokine inference implicates Oncostatin M as a driver for inflammation phenotype of knee osteoarthritis (2023)
  • 著者名/発表者名: Iijima Hirotaka、Zhang Fan、Ambrosio Fabrisia、Matsui Yusuke
  • 雑誌名: BioRxive 巻: -
  • DOI: 10.1101/2023.01.24.525463
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Integration of pharmacoproteomic and computational approaches reveals the cellular signal transduction pathways affected by apatinib in gastric cancer cell lines. (2023)
  • 著者名/発表者名: Nojima, Y., Aoki, M., Re, S., Hirano, H., Abe, Y., Narumi, R., Muraoka, S., Shoji, H., Honda, K., Tomonaga, T., Mizuguchi, K., Boku, N., and Adachi, J.
  • 雑誌名: Comput Struct Biotechnol J 巻: 21 ページ: 2172-2187
  • DOI: 10.1016/j.csbj.2023.03.006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Src activation in lipid rafts confers epithelial cells with invasive potential to escape from apical extrusion during cell competition (2022)
  • 著者名/発表者名: Kajiwara Kentaro、Chen Ping-Kuan、Abe Yuichi、Okuda Satoru、Kon Shunsuke、Adachi Jun、Tomonaga Takeshi、Fujita Yasuyuki、Okada Masato
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 32 号: 16 ページ: 3460-3476
  • DOI: 10.1016/j.cub.2022.06.038
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A comprehensive list of the Bunyavirales replication promoters reveals a unique promoter structure in Nairoviridae differing from other virus families (2022)
  • 著者名/発表者名: Yutaro Neriya, Shohei Kojima, Arata Sakiyama, Mai Kishimoto, Takao Iketani, Tadashi Watanabe, Yuichi Abe, Hiroshi Shimoda, Keisuke Nakagawa, Takaaki Koma, Yusuke Matsumoto
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1 ページ: 13560-13560
  • DOI: 10.1038/s41598-022-17758-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Systematic identification of ALK substrates by integrated phosphoproteome and interactome analysis. (2022)
  • 著者名/発表者名: Adachi, J., Kakudo, A., Takada, Y., Isoyama, J., Ikemoto, N., Abe, Y., Narumi, R., Muraoka, S., Gunji, D., Hara, Y., Katayama, R., and Tomonaga, T.
  • 雑誌名: Life Sci Alliance 巻: 5 号: 8 ページ: e202101202-e202101202
  • DOI: 10.26508/lsa.202101202
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Meta-analysis integrated with multi-omics data analysis to elucidate pathogenic mechanisms of age-related knee osteoarthritis in mice (2022)
  • 著者名/発表者名: Iijima Hirotaka、Gilmer Gabrielle、Wang Kai、Sivakumar Sruthi、Evans Christopher、Matsui Yusuke、Ambrosio Fabrisia
  • 雑誌名: The Journals of Gerontology: Series A 巻: glab386 号: 7 ページ: 1321-1334
  • DOI: 10.1093/gerona/glab386
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Intestinal microbe-dependent ω3 lipid metabolite αKetoA prevents inflammatory diseases in mice and cynomolgus macaques (2022)
  • 著者名/発表者名: Nagatake T, Kishino S, Urano E, et al.
  • 雑誌名: Mucosal Immunology 巻: 15 号: 2 ページ: 289-300
  • DOI: 10.1038/s41385-021-00477-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Temporal dynamics from phosphoproteomics using endoscopic biopsy specimens provides new therapeutic targets in stage IV gastric cancer (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirano H, Abe Y, Nojima Y, Aoki M, Shoji H, Isoyama J, Honda K, Boku N, Mizuguchi K, Tomonaga T, Adachi J.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 12(1) 号: 1 ページ: 4419-4419
  • DOI: 10.1038/s41598-022-08430-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] GSK3 inhibition circumvents and overcomes acquired lorlatinib resistance in ALK-rearranged non-small-cell lung cancer (2022)
  • 著者名/発表者名: Shimizu Yuki、Okada Koutaroh、Adachi Jun、Abe Yuichi、Narumi Ryohei、Uchibori Ken、Yanagitani Noriko、Koike Sumie、Takagi Satoshi、Nishio Makoto、Fujita Naoya、Katayama Ryohei
  • 雑誌名: npj Precision Oncology 巻: 6 号: 1 ページ: 16-16
  • DOI: 10.1038/s41698-022-00260-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pan-cancer methylome analysis for cancer diagnosis and classification of cancer cell of origin. (2021)
  • 著者名/発表者名: Shimizu D, Taniue K, Matsui Y, Haeno H, Araki H, Miura F, Fukunaga M, Shiraishi K, Miyamoto Y, Tsukamoto S, Komine A, Kobayashi Y, Kitagawa A, Yoshikawa Y, Sato K, Saito T, Ito S, Masuda T, Niida A, Suzuki M, Baba H, Ito T, Akimitsu N, Kodera Y, Mimori K.
  • 雑誌名: Cancer Gene Ther. 巻: Epub 号: 5 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1038/s41417-021-00401-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Increased BUB1B/BUBR1 expression contributes to aberrant DNA repair activity leading to resistance to DNA-damaging agents (2021)
  • 著者名/発表者名: Komura Kazumasa、Inamoto Teruo、Tsujino Takuya、Matsui Yusuke et al.
  • 雑誌名: Oncogene 巻: 40 号: 43 ページ: 6210-6222
  • DOI: 10.1038/s41388-021-02021-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] RoDiCE: robust differential protein co-expression analysis for cancer complexome (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsui Yusuke、Abe Yuichi、Uno Kohei、Miyano Satoru
  • 雑誌名: Bioinformatics 巻: 38 号: 5 ページ: 1269-1276
  • DOI: 10.1093/bioinformatics/btab612
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pre-stimulus alpha oscillation and post-stimulus cortical activity differ in localization between consciously perceived and missed near-threshold somatosensory stimuli (2021)
  • 著者名/発表者名: Uemura Jun-ichi, Hoshino Aiko, Igarashi Go, Matsui Yusuke, Chishima Makoto, Hoshiyama Minoru
  • 雑誌名: EUROPEAN JOURNAL OF NEUROSCIENCE 巻: 54 号: 4 ページ: 5518-5530
  • DOI: 10.1111/ejn.15388
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of Blood-Based Biomarkers for the Prediction of the Response to Neoadjuvant Chemoradiation in Rectal Cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Dayde Delphine, Gunther Jillian, Hirayama Yutaka, Weksberg David C., Boutin Adam, Parhy Gargy, Aguilar-Bonavides Clemente, Wang Hong, Katayama Hiroyuki, Abe Yuichi…, Taguchi Ayumu
  • 雑誌名: Cancers 巻: 13 号: 14 ページ: 3642-3642
  • DOI: 10.3390/cancers13143642
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Pharmacological Inhibition of miR-130 Family Suppresses Bladder Tumor Growth by Targeting Various Oncogenic Pathways via PTPN1 (2021)
  • 著者名/発表者名: Monoe Yuya, Jingushi Kentaro, Kawase Akitaka, Hirono Takayuki, Hirose Ryo, Nakatsuji Yoshino, Kitae Kaori, Ueda Yuko, Hase Hiroaki, Abe Yuichi, Adachi Jun, Tomonaga Takeshi, Tsujikawa Kazutake
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 22 号: 9 ページ: 4751-4751
  • DOI: 10.3390/ijms22094751
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ossible Therapeutic Strategy Involving the Purine Synthesis Pathway Regulated by ITK in Tongue Squamous Cell Carcinoma. (2021)
  • 著者名/発表者名: Onidani K, Miura N, Sugiura Y, Abe Y, Watabe Y, Kakuya T, Mori T, Yoshimoto S, Adachi J, Kiyoi T, Kabe Y, Suematsu M, Tomonaga T, Shibahara T, Honda K.
  • 雑誌名: Cancers 巻: 13 号: 13 ページ: 3333-3333
  • DOI: 10.3390/cancers13133333
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 12-Hydroxyeicosapentaenoic acid inhibits foam cell formation and ameliorates high-fat diet-induced pathology of atherosclerosis in mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Nagatake T, Shibata Y, Morimoto S, Node E, Sawane K, Hirata SI, Adachi J, Abe Y, Isoyama J, Saika A, Hosomi K, Tomonaga T, and Kunisawa J.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 号: 1 ページ: 10426-10426
  • DOI: 10.1038/s41598-021-89707-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 多群比較のための固定NMFによる筋シナジー変動解析手法の提案 (2022)
  • 著者名/発表者名: 宇野光平;松井佑介
  • 学会等名: 第27回日本基礎理学療法学会学術大会
• [学会発表] 再現性を重視した筋シナジー解析アルゴリズムの提案 (2022)
  • 著者名/発表者名: 松井佑介
  • 学会等名: 第27回日本基礎理学療法学会学術大会
• [学会発表] 歩行動作時における動的な運動モジュール構造の検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 嶋﨑航次;宇野光平;飯島弘貴;野嶌一平;松井佑介
  • 学会等名: 第27回日本基礎理学療法学会学術大会
• [学会発表] 3次元深度カメラに基づく歩行データに対するノイズロバストな解析方法の検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 坂田響;宇野光平;飯島弘貴;松井佑介
  • 学会等名: 第27回日本基礎理学療法学会学術大会
• [学会発表] 骨格筋特異的な分子ネットワークに基づく遺伝子モジュールの同定および各運動様式に対する分子応答の推定 (2022)
  • 著者名/発表者名: 兒玉隼汰;飯島弘貴;宇野光平;松井佑介
  • 学会等名: 第27回日本基礎理学療法学会学術大会
• [学会発表] 変形性関節症をドライブする 『老化× メカニカルストレス』分子制御の探求―メタアナリシスとシステム生物学による統合的アプローチ― (2022)
  • 著者名/発表者名: 飯島弘貴;松井 佑介
  • 学会等名: 第27回日本基礎理学療法学会学術大会
• [学会発表] 運動で骨格筋の脂肪を制御する ―高齢者骨格筋トランスクリプトームメタ解析による システム生物学アプローチ― (2022)
  • 著者名/発表者名: 飯島 弘貴;松井 佑介
  • 学会等名: 第27回日本基礎理学療法学会学術大会
• [図書] 理学療法 (2022)
  • 著者名/発表者名: 松井佑介
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: メディカルプレス