【研究分野】消化器内科学

【研究領域課題番号】17K15925 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

十二指腸上皮性腫瘍 / GSEA / 網羅的遺伝子発現解析 / Wnt/βcatenin pathway / Wnt/βcatenin / 大腸腺腫 / APC mutation / 癌 / マイクロアレイ / トランスレーショナルリサーチ / 遺伝子発現 / 分析科学

【研究成果の概要】

十二指腸上皮性腫瘍の網羅的遺伝子発現プロファイルに対するバイオインフォマティクス解析を施行した。主な実績として、Gene set enrichment analysisを通して十二指腸上皮性腫瘍における発現遺伝子が大腸腺腫と極めて類似している(p値<10-5）ことを初めて示した。またWnt/βcatenin pathwayが十二指腸上皮性腫瘍の形成に強く関与しているこ
とも初めて示した。さらに免疫組織学的手法により、十二指腸腫瘍においてβcateninの過剰発現も確認し、本研究結果の結果を他手法においても確認し、十二指腸上皮性腫瘍の発生に関与する因子を明らかにした。

【研究の社会的意義】

本研究は十二指腸上皮性腫瘍の網羅的遺伝子発現解析、バイオインフォマティクス解析を通して、世界で初めて十二指腸上皮性腫瘍と大腸腺腫の類似性を示した。現在は十二指腸上皮性腫瘍に対する臨床上の治療ガイドラインも定まっておらず、今後十二指腸上皮性腫瘍に対する治療方針に寄与する結果であり、臨床的な意義が高い。また、Wnt/βcatenin pathwayが十二指腸上皮性腫瘍の形成に強く関与していることも初めて示した。最後に、十二指腸癌の発現プロファイルを明らかにすることにより、今後drug repositioningによる化学療法レジメンの予測モデル樹立に向けて基盤を形成することに成功し、意義が高い。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】機能生物化学

【研究領域課題番号】26291018 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

クロマチン / lncRNA / ヒストン修飾 / アンチセンスRNA / ノンコーディングRNA / 転写制御 / グルコース / 膵臓 / β細胞 / ストレス応答 / 発現制御 / ゲノム / 遺伝子発現 / マイクロアレイ

【研究成果の概要】

グルコース飢餓ストレス応答性の長鎖非コードRNA(lncRNA)とアンチセンスRNA(asRNA)の役割や動態を解析した。その結果、対になって合成されるlncRNAとasRNAの間に相反的な発現制御があること、asRNAの発現制御にはヒストンH3K4のメチル化を介したクロマチン制御が関わること、asRNAが細胞質内でリボソームと結合し、ナンセンス仲介分解系で分解されること、lncRNAの抑制・脱抑制にlncRNAとTup型転写抑制因子の相互作用を介した制御が存在すること、マウス膵β細胞にも遺伝子上流から合成され、遺伝子発現上昇と共役するlncRNA転写が複数見られることなどを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【配分額】16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)

【研究分野】食品科学

【研究領域課題番号】24658118 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マイクロRNA / アミノ酸 / タンパク質栄養 / 遺伝子発現 / ロイシン / マイクロアレイ / アミノ酸欠乏 / HepG2 / miRNA / グルコース / DNAマイクロアレイ

【研究成果の概要】

マイクロRNA（miRNA）は、タンパク質に翻訳されない小さなRNAであり、様々なmRNAに作用して遺伝子の発現を制御する。栄養条件の変化により量が変わるmiRNAを探索する目的で、アミノ酸のひとつロイシン欠乏に応答するmiRNAをDNAマイクロアレイにより調べたところ、miR-149*の増加に着目した。また、低タンパク質食に応答するmiR-203の量を培養細胞において人工的に増減させたところ、その標的遺伝子としてNaa50というガンや細胞増殖に関わる因子を見出した。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】リハビリテーション科学・福祉工学

【研究領域課題番号】24650342 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

サルコペニア / 加齢 / 部位 / 分子基盤 / マイクロアレイ / 遺伝子発現 / 骨格筋 / 高齢者 / サルコぺニア

【研究成果の概要】

部位特異的筋委縮に関わる遺伝子をcDNAマイクロアレイで解析を行った。高齢群と若年群の大腿四頭筋とハムストリングスの筋組織を解析し、高齢群の増加する遺伝子をそれぞれの筋で絞り込んだ。さらにその中からハムストリングと比べて大腿四頭筋で発現率の大きい遺伝子を調べ、大腿四頭筋で大きく増加した遺伝子20個を同定した。パスウェイ解析では10個のパスウェイが大腿四頭筋で同定された。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】22590995 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

エネルギー / 糖質代謝異常 / AGRPニューロン / TRAP法 / 遺伝子発現解析 / 糖尿病 / シグナル伝達 / マイクロアレイ / PDK1 / Foxo1 / 遺伝子発現 / リボソーム蛋白

【研究成果の概要】

本研究では、視床下部弓状核のAGRPニューロン特異的な遺伝子発現解析に、Translating Ribosome Affinity Purification (TRAP)法を利用し、EGFPとlarge-subunit ribosomal protein L10aのN末端との融合蛋白を特異的に発現させるトランスジェニックマウスの作製を試みた。2ラインの陽性マウスを得、このマウスとニューロン特異的Cre recombinase発現トランスジェニックマウスを掛け合わせ、ニューロン特異的の遺伝子発現解析を行う。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】食品科学

【研究領域課題番号】21658049 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マイクロRNA / 栄養 / 絶食 / 低タンパク質食 / DNAマイクロアレイ / 非コードRNA / 選択的スプライシング / マイクロアレイ / 遺伝子発現

【研究成果の概要】

6週齢Wistar系雄ラットを3日間予備飼育後、対照群、絶食群、5%タンパク質食群(各n=6)の3群にわけて14日間飼育した。対照群ラットの食餌はAIN93G、絶食群はAIN93Gで13日間飼育した後に24時間絶食、5%タンパク質食群は5%カゼイン食で14日間飼育した。肝臓より取得したRNAをプールし、GeneChip miRNA Arrays (Affymetrix)にてmiRNAの存在量を解析した。ターゲットの検索にはTarget ScanおよびmicroRNA.orgを用いた。絶食で発現上昇したmRNAとして、rno-miR-151, rno-let-7e, rno-let-7f, rno-miR-103, rno-miR-107, rno-miR-126, rno-miR-143が、低タンパク質食で発現上昇したものとしてrno-miR-376b-3p発現低下したものとしてrno-miR-22が見出された。これらのうち、多くの脂質代謝や細胞外マトリクス関連遺伝子を標的とするlet7fとmiR-107についてリアルタイムPCRも行ったところ、再現性が確認できた。rno-miR-376b-3p発現低下したものとしてrno-miR-22が見出された。これらのうち、多くの脂質代謝や細胞外マトリクス関連遺伝子を標的とするlet7fとmiR-107についてリアルタイムPCRも行ったところ、何れも絶食で発現が増加しており、再現性が確認できた。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2009 - 2010

【配分額】3,200千円 (直接経費: 3,200千円)

【研究分野】ゲノム情報科学

【研究領域課題番号】21710208 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

バイオインフォマティクス / マイクロアレイ / 遺伝子発現

【研究成果の概要】

実験によって得られたマイクロアレイデータから比較する二群間で発現変動遺伝子(DEG)を効率的に検出するためには、(1)正規化と(2)検出法の組合せが重要であることを明らかにした。また、研究代表者らが開発したDEG検出法であるWAD法を取り入れることが感度・特異度だけでなく再現性の観点からも重要であることを示した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)

【研究分野】森林科学

【研究領域課題番号】20380085 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

森林生態 / 保護 / 保全 / マツノザイセンチュウ / 抵抗性 / マツ / 遺伝子発現 / 組織化学 / 防御物質 / マイクロアレイ

【研究成果の概要】

マツ材線虫病に対する抵抗性機構を、抵抗性マツを用いて、遺伝子発現、組織学的・生化学的な変化から検討した。PR遺伝子の発現を伴う生体防御の発動はクロマツ感受性個体で早いのに対し抵抗性個体で遅く、抵抗性個体では活性酸素-リグニン化関連遺伝子が早く発現した。組織学的には感受性で組織破壊が激しく、一部の抵抗性品種でリグニン化が顕著であった。また抗菌性物質の集積はストローブマツ以外では抵抗性、感受性共に認められなかった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)

【研究分野】神経科学一般

【研究領域課題番号】19300107 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

シナプス / ショウジョウバエ / 転写因子 / グルタミン酸受容体 / マイクロアレイ / 神経活動 / 遺伝子発現 / lola / 神経回路 / 運動神経 / 筋肉 / prospero

【研究成果の概要】

マイクロアレイ技術を用い、ショウジョウバエの神経筋シナプスにおいて、シナプス形成の前後や有無に対応したシナプス後細胞(筋肉細胞)での遺伝子発現の変化を検出することにより、シナプス形成・成熟過程において誘導される遺伝子を系統的にスクリーニングし、さらに機能を調べた。その結果、神経支配により発現が抑制される遺伝子のひとつである、転写因子longitudinals lacking(lola)が、筋肉において、グルタミン酸受容体などの複数のシナプス機能分子の発現を転写レベルで制御することを見いだした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)

【研究分野】統計科学

【研究領域課題番号】16300088 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

機械学習 / 統計推論 / ブースティング / 遺伝子発現 / タンパク発現 / SNP / プロテオーム / ゲノムデータ / マイクロアレイ / パタン認識 / メタアナライシス / 関数データ解析 / 独立成分分析 / 自己組織化主成分 / 多重比較 / 一塩基多型 / バイオインフォマティクス / バイアスモデル

【研究成果の概要】

バイオインフォマティックスのための新たな統計科学を構築することに貢献した。特にヒトゲノム多様性に由来する様々なデータから合理的な結論を得るための統計的方法論を開発した。具体的な問題としては、遺伝子発現データからの難治性がん疾患遺伝子の発見や、SNPsデータから薬剤感受性を規定する遺伝子多型の同定が挙げられる。これらの目的のために特化した新たな統計的方法を開発,又は開発中である。主な研究成果は次のようにまとめられる.
1.遺伝子発現の表現形との相関研究はグループ・ブースとの提案,実用化が成された.
2.タンパク発現の相関研究は共通ピーク法が実用化され,実データで新たな知見が得られた.
3.ゲノム多様性と治療効果に関連するSNPsの探索は現在,方法論的検討を終えて進行中である.
4.機械学習の方法論として,ゲノムデータの解析を念頭においてブースティングやICAの統計的考察が統一的に成された.
このことによって機械学習の分野で文字・音声・画像認識のために開発された統計的パタン識別の方法,独立線分解析,ブリーフプロパゲイションが、ゲノムデータの解析法に拡張させたことによって更なる方法の提案と普及が期待される。これは統計学、情報学、人工知能分野などを横断的に展開する新分野の誕生への貢献が期待される。一方で今回の研究プロジニクトよって、厳しい管理とよく整理された環境のもとで,ヒト遺伝子解析データの本格的な統計解析が実施されたことは、従来の多くの困難な問題の解決に多大な貢献が期待される。将来的にはいわゆる「テイラーメイド医療」の実現に、統計学の分野からの積極的な貢献となると考えられる。上記の計画を円滑に進めるために癌研究所,国立遺伝研究,国立がんセンター研究所,国立循環器センター研究所の共同研究者との情報交換,共同研究を密接に行った.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2007

【配分額】14,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】知能情報学

【研究領域課題番号】11780251 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

転写制御 / 転写因子 / 転写因子結合配列 / p53 / プロモータ / 転写因子間相互作用 / SNP / マイクロアレイ / 転写抑制 / 遺伝子発現 / 相互作用 / タンパク質 / 組織特異性

【研究成果の概要】

この研究では,大量のプロモータ配列を用いた転写制御機構の解析方法の提案,転写因子間相互作用を中心とした転写因子の知識のデータベース化と整備,転写因子結合部位予測の精度向上,転写因子間相互作用に基づく転写制御構造の予測,そして実際の実験系でのプロモータ配列の解析を行なった.まず,文献検索では,医学生物学文献抄録データベースMEDLINE上で(A)(ヒトまたは脊椎動物)かつ(転写因子)かつ(タンパク相互作用)かつ(雑誌),(B)(転写因子)かつ(TAF),(C)(転写因子)かつ(TBP),そして一般学術雑誌のreview記事中の引用文献をもとに2165文献を得た.次に文献内でタンパク質名などの専門用語を我々によって既開発のパーザによって特定し,また文献内から,(a)相互作用の関係,(b)作用物質A,(c)作用物質B,(d)相互作用後の複合体名,(e)実験細胞名,(f)生物種,(g)その他コメントというフレームスロットを考慮し,上記2165文献から実際にファクトを抽出した.次に相互作用推論パーザの基礎的な部分を構築し,解析を試みた.転写開始点やTBPなど主となる転写因子結合および相互作用に関しては,系統的な解析が可能になった.さらにreview集などによって確立した知識と,speculativeな知識を分けることを行なった.またp53四量体の結合配列のように,因子どうしの構造が具体的にわかっている場合には,そのような知識を個別に整備し,より精度の高い推定を可能とした.その結果はマイクロアレイによる発現プロファイルの解析で,p53の上流制御遺伝子の推定という形に反映された.

【研究種目】奨励研究(A)

【研究期間】1999 - 2000

【配分額】2,100千円 (直接経費: 2,100千円)