部分最小二乗回帰を用いたシステム創薬戦略データベースの構築

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26870175
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 茂櫛 薫 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (60569292)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 肝細胞癌 / マイクロアレイ / シグナル伝達

研究実績の概要

本研究では、臨床検体の遺伝子発現情報に対し、臨床病理学的因子/タンパク質相互作用/転写因子結合部位/シグナル伝達系などのパスウェイ情報/既存の治療薬などの情報を統合し、システム創薬の実現に向けたデータベース・アプリケーションを構築することを目的とした。部分最小二乗法(partial least square regression: PLSR)は、同様な多変量データ同士の回帰を行う正準相関分析に対し、変数の数がサンプル数を上回った場合(遺伝子発現情報は一般にこの状態である)においても、逆問題の正則化などの検討を行うことを必要とせず、より直接的な解析が可能であるという利点がある。
本研究ではまず肝細胞癌を対象として、臨床病理学的因子などを含む患者情報と、DNAマイクロアレイで取得した遺伝子発現を用い、PLSRを用いて多変量データ同士の回帰を実施し、解析・解釈を行った。平成26年度～27年度は計算システムの選定と構築を行うとともに、部分最小二乗回帰の実装方法について検討した。統計処理言語Rおよび部分最小二乗回帰のライブラリである"pls"パッケージを用いてプログラムを作成し、開発と評価を行った。また、R言語において対話的なウェブアプリケーションを構築するためのライブラリである"Shiny"を用い、ユーザーが指定した因子を用いてリアルタイムに候補遺伝子を選定するシステムの開発を進めた。
本研究の当初の目標では平成28年度にデータベース・アプリケーションの公開までを目標としていたが、研究期間内での公開には至らなかった。研究期間終了後も開発を続け、近い将来の公開を目指したい。また、肝細胞癌のみならず、治療が難しい他の疾患にも同様な創薬基盤データベースを展開することにより、新たな治療戦略の開発に寄与できるものと考える。

研究成果

• [雑誌論文] ARID2 modulates DNA damage response in human hepatocellular carcinoma cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Oba A, Shimada S, Akiyama Y, Nishikawaji T, Mogushi K, Ito H, Matsumura S, Aihara A, Mitsunori Y, Ban D, Ochiai T, Kudo A, Asahara H, Kaida A, Miura M, Tanabe M, Tanaka S
  • 雑誌名: J Hepatol. 巻: 66 ページ: 942-951.
  • DOI: 10.1016/j.jhep.2016.12.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acquired resistance with epigenetic alterations under long-term anti-angiogenic therapy for hepatocellular carcinoma (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohata Y, Shimada S, Akiyama Y, Mogushi K, Nakao K, Matsumura S, Aihara A, Mitsunori Y, Ban D, Ochiai T, Kudo A, Arii S, Tanabe M, Tanaka S
  • 雑誌名: Mol Cancer Ther. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1158/1535-7163.MCT-16-0728
  • 査読あり
• [雑誌論文] CD73 as a therapeutic target for pancreatic neuroendocrine tumor stem cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Katsuta E, Tanaka S, Mogushi K, Shimada S, Akiyama Y, Aihara A, Matsumura S, Mitsunori Y, Ban D, Ochiai T, Kudo A, Fukamachi H, Tanaka H, Nakayama K, Arii S, Tanabe M
  • 雑誌名: Int J Oncol. 巻: 48 ページ: 657-69
  • DOI: 10.3892/ijo.2015.3299
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of connective tissue growth factor in the livers of non-viral hepatocellular carcinoma patients with metabolic risk factors (2016)
  • 著者名/発表者名: Akahoshi K, Tanaka S, Mogushi K, Shimada S, Matsumura S, Akiyama Y, Aihara A, Mitsunori Y, Ban D, Ochiai T, Kudo A, Arii S, Tanabe M
  • 雑誌名: J Gastroenterol. 巻: 51 ページ: 910-22
  • DOI: 10.1007/s00535-015-1159-8
  • 査読あり
• [学会発表] Gene expression analysis and cancer signaling networks (2017)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Mogushi
  • 学会等名: International Symposium on BioComplexity
  • 発表場所: B-Conプラザ (別府)
  • 年月日: 2017-01-18 – 2017-01-20
  • 国際学会
• [備考] 順天堂大学 研究者情報データベース
  • URL: http://www.juntendo.ac.jp/graduate/kenkyudb/search/achievement.php?MID=5240