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2015 年度 実績報告書

QAAR(定量的活性活性相関)手法による化学物質等の有害性推論手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25871184
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

竹下 潤一  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 安全科学研究部門, 主任研究員 (60574390)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード化学物質 / 有害性推論 / 遺伝子発現データ / クラスター分析 / 組合せ最適化 / 複合影響評価 / 濃度加算法
研究実績の概要

平成27年度は、単独物質の有害性推論手法と複合影響評価手法とのそれぞれに関連する研究を行った。
単独物質の有害性推論手法の研究としては、インビトロ実験から得られた遺伝子発現データを用いて、類似化合物を分類する方法論について研究を行った。これは、read-across(類推:有害性情報のない化合物の有害性を、有害性情報のある化合物の情報から予測する方法)に資する手法開発である。遺伝子発現データは、化合物数に対して非常に多くの遺伝子数のデータが報告されるという特徴を持つ。そのため類似化合物の分類を適切に行うためには、異なる化合物に対しては異なる発現パターンを明確に有する遺伝子群を抽出する必要がある。そこで、解析対象とする遺伝子を抽出するために2つのアプローチを提案した。提案した2つのアプローチは、組合せ最適化手法とクラスター分析をそれぞれ応用したアプローチである。これらの成果について、複数の学会で発表を行った。
一方、複合影響評価手法の研究としては、複数物質を同時に暴露した際の影響率の予測値を区間推定する解析的手法を構築した。またその応用として、複合暴露試験結果が、複合影響評価手法でスタンダードとなっている濃度加算法(CAモデル)による予測と一致しているかを判別する方法を提案した。本提案手法は、非常に簡単な計算に基づくため、計算プロセスの透明性も高く簡易な方法であるという利点がある。さらに、提案手法の妥当性を検証するために、提案手法による計算結果と、よく行われているシミュレーションによる結果との比較を行った。この検証は、仮想データとメダカを用いた複合暴露実験の実データのそれぞれを用いて行った。そして、仮想データ、実データいずれの場合でも、解析的方法による予測とシミュレーションによる予測とが類似しているという結果を得た。この成果については、国際誌に採択されることとなった。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Genome-wide gene expression analysis of mouse embryonic stem cells exposed to p-dichlorobenzene2016

    • 著者名/発表者名
      H. Tani, J. Takeshita, H. Aoki, R. Abe, A Toyoda, Y. Endo, S. Miyamoto, M. Gamo, and M. Torimura
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2016.02.007

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Criteria for deviation from predictions by the concentration addition model2016

    • 著者名/発表者名
      J. Takeshita, T. Seki, and M. Kamo
    • 雑誌名

      Environmental Toxicology and Chemistry

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1002/etc.3334

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ward method of hierarchical clustering for non-Euclidean similarity measures2015

    • 著者名/発表者名
      S. Miyamoto, R, Abe, Y, Endo, and J. Takeshita
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2015 Seventh International Conference of Soft Computing and Pattern Recognition (SoCPaR 2015)

      巻: - ページ: 60-63

    • 査読あり
  • [学会発表] 遺伝子発現データに基づく化学物質の類似性について2015

    • 著者名/発表者名
      竹下潤一, 阿部亮介, 豊田章倫, 遠藤靖典, 宮本定明, 谷英典, 青木寛, 鳥村政基, 佐藤浩明, 蒲生昌志
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会第28回大会
    • 発表場所
      ワークピア横浜, 横浜
    • 年月日
      2015-12-11
  • [学会発表] 非ユークリッド的類似度に対する階層的クラスタリング2015

    • 著者名/発表者名
      宮本定明, 阿部亮介, 豊田章倫, 遠藤靖典, 竹下潤一
    • 学会等名
      第6回横幹連合コンファレンス
    • 発表場所
      名古屋工業大学, 名古屋
    • 年月日
      2015-12-06
  • [学会発表] Ward method of hierarchical clustering for non-Euclidean similarity measures2015

    • 著者名/発表者名
      S. Miyamoto, R. Abe, Y. Endo, and J. Takeshita
    • 学会等名
      7th International Conference on Soft Computing and Pattern Recognition
    • 発表場所
      Kyushu University, Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2015-11-13
    • 国際学会
  • [学会発表] 構造方程式モデリングを用いた有害性推論手法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      竹下潤一
    • 学会等名
      CBI学会2015年大会「第3回計算毒性学研究会:dryとwetの毒性研究インターフェース」
    • 発表場所
      タワーホール船堀, 東京
    • 年月日
      2015-10-27
    • 招待講演
  • [学会発表] mRNA機能のオントロジー構造に着目したクラスタリング2015

    • 著者名/発表者名
      阿部亮介, 宮本定明, 遠藤靖典, 竹下潤一, 谷英典
    • 学会等名
      第31回ファジィシステムシンポジウム
    • 発表場所
      電気通信大学, 東京
    • 年月日
      2015-09-02
  • [学会発表] 遺伝子発現データ間の相関関係を特徴づけるRNAの抽出アルゴリズムについて2015

    • 著者名/発表者名
      豊田章倫, 遠藤靖典, 宮本定明, 竹下潤一, 谷英典
    • 学会等名
      第31回ファジィシステムシンポジウム
    • 発表場所
      電気通信大学, 東京
    • 年月日
      2015-09-02
  • [学会発表] 構造方程式モデリングによる化学物質応答性核内受容体のインビトロ評価結果とラットのインビボ肝毒性情報の関連解析2015

    • 著者名/発表者名
      竹下潤一, 吉成浩一, 中島宏之, 山田隆志, 蒲生昌志
    • 学会等名
      第42回日本毒性学会学術年会
    • 発表場所
      石川県立音楽堂/金沢市アートホテル/ホテル日光金沢, 金沢
    • 年月日
      2015-06-29
  • [備考] Web Page of Jun-ichi Takeshita

    • URL

      http://staff.aist.go.jp/jun-takeshita/index.html

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公開日: 2017-01-06  

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