Development of a trans-omics approach for predicting synergistic drug combinations using protein-protein interactions and gene expression profiles

开发利用蛋白质-蛋白质相互作用和基因表达谱预测协同药物组合的跨组学方法

• 批准号: 22KJ2496
• 负责人: 飯田 緑
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2496/
• 关键词: 相乗効果予測; インタラクトーム; トランスクリプトーム; マルチオミックス

本研究課題は、ゲノム(Genome)、トランスクリプトーム(Transcriptome)、インタラクトーム(Interactome)などのオミックスデータを統合し、相乗効果のある薬剤の組み合わせを予測する計算技術を開発することを目的としています。本研究は、項目(1) 「タンパク質間相互作用ネットワーク」を使った予測手法の開発、項目(2) 「疾患特異的な遺伝子発現情報」を組み合わせた予測手法の開発、項目(3)　副作用予測への拡張の3つの項目に従って研究を実施しています。本年では、項目（１）および、項目（２）について実施しました。具体的には、ヒトインタラクトームの情報をHuRIなど６つのデータベースから統合することで、包括的なタンパク質―タンパク質相互作用データを構築しました。このデータをもとに、ヒトの網羅的なインタラクトームを再現しました。また、白血病や大腸がんの患者さんの疾患特異的な遺伝子発現情報をCREEDSデータベースから、病因遺伝子の情報をOMIMなどのデータベースから取得しました。薬剤応答遺伝子に関する情報はLINCSから取得しました。次に、疾患と薬剤のインタラクトーム上での距離関係や転写相関関係を計算し、ある２つの薬剤ががんなどの疾患に対して相乗効果を示すかどうかを予測しました。項目（２）で開発したマルチオミックス手法は、項目（１）で開発した薬剤の組み合わせ予測手法に比べ、精度の高い薬剤の組み合わせ予測を可能にしました。提案手法のアルゴリズムやその解析結果を論文にまとめ、システムバイオロジー分野のトップジャーナルであるmolecular systems biology誌に投稿しました。さらに、第49回日本毒性学会、情報計算化学生物学会（CBI学会）2022年大会で口頭発表を行いました。

该研究主题旨在开发整合诸如基因组，转录组和Interactome之类的OMIC数据以预测协同组合的计算技术。这项研究是根据三类进行的：项目（1）使用“蛋白质相互作用网络”，项目（2）结合“疾病特异性基因表达信息”的预测方法的开发（2）项目（3）扩展到副作用预测。今年，举行了（1）和（2）项目。具体而言，通过整合包括Huri在内的六个数据库中的人类交互信息来构建全面的蛋白质蛋白质相互作用数据。基于这些数据，我们重现了详尽的人类互动组。此外，从Creeds数据库中获得了针对白血病和结肠癌患者的疾病特异性基因表达信息，并从OMIM等数据库中获得致病基因信息。有关药物响应基因的信息是从Lincs获得的。接下来，我们计算了相互作用组上疾病与药物之间的距离和转录相关性，以预测两种药物是否会对癌症（例如癌症）表现出协同作用。在项目（2）中开发的多摩斯方法比在项目（1）中开发的药物组合预测方法更准确地提供了准确的药物组合预测。该方法的算法及其分析结果被编译成论文，并提交给分子系统生物学，这是系统生物学领域的顶级期刊。此外，在日本第49届日本毒理学学会和信息与计算化学与生物学学会（CBI学会）2022会议上进行了口头介绍。

项目成果

Developing a network-based combination therapy approach for complex diseases

开发针对复杂疾病的基于网络的联合治疗方法

• 发表时间: 2022
• 作者: Midori Iida;Yurika Kuniki;Kenta Yagi;Mitsuhiro Goda;Satoko Namba;Jun-ichi Takeshita;Ryusuke Sawada;Michio Iwata;Yoshito Zamami;Keisuke Ishizawa;Yoshihiro Yamanishi
• 通讯作者: Yoshihiro Yamanishi

革新的AI創薬

创新的人工智能药物发现

• 发表时间: 2022
• 作者: 小長谷 明彦;水野 聖士
• 通讯作者: 水野 聖士

ネットワーク医学による創薬の実際

使用网络医学的实用药物发现

• 发表时间: 2022
• 期刊: Diabetes Journal: 糖尿病と代謝
• 作者: 飯田緑;岩田通夫;山西芳裕
• 通讯作者: 山西芳裕

研究室HP

实验室HP

ネットワーク生物学を用いた化学物質の影響評価と予測

利用网络生物学进行化学物质的影响评估和预测

• 发表时间: 2022
• 作者: 飯田緑;岩田通夫;山西芳裕;飯田 緑
• 通讯作者: 飯田 緑