癌マイクロアレイデータ解析に向けたマイニング技術の開発

この論文をさがす

著者

    • 水野, 英明 ミズノ, ヒデアキ

書誌事項

タイトル

癌マイクロアレイデータ解析に向けたマイニング技術の開発

著者名

水野, 英明

著者別名

ミズノ, ヒデアキ

学位授与大学

九州工業大学

取得学位

博士(情報工学)

学位授与番号

情工甲第252号

学位授与年月日

2011-03-25

注記・抄録

博士論文

マイクロアレイは、遺伝子の転写産物であるmRNAと特異的に結合する核酸配列を配置したスライドに対し、サンプルから調製したラベル化mRNAをハイブリダイズさせることで、サンプル中でどの遺伝子がどれだけ転写されているかを測定する技術である。高密度化が進んでおり、数万の遺伝子の発現量を一度の実験で測定することも可能なため、近年の癌研究において重要ツールとして位置付けられている。一方で、生み出す情報量が多いことから、研究者がデータを解釈しきれない現象も起き始めている。この状況を鑑み、本研究では癌サンプルのマイクロアレイデータから有用な知見を導くためのマイニング技術の開発に取り組んだ。第一章では、遺伝子シグネチャーを用いたマイクロアレイデータからの細胞周期分布予測について報告する。癌の本質は細胞周期異常であり、癌の特徴は最終的には細胞周期機構へ反映される。これまで、顕微鏡やフローサイトメトリー、あるいは免疫組織化学染色などを使った細胞周期解析手法が癌診断のためのツールを提供してきたが、いずれの手法も一つまたは?数の測定値に依存しているため、得られる情報が限られてきた。マイクロアレイのような網羅的な技術を使って細胞周期分布を俯瞰する解析手法の開発が望まれていた。今回、筆者は細胞周期の各フェーズを代表するマーカー遺伝子セット「細胞周期シグネチャー」(Cell Cycle Signature; CCS)を作成し、その発現を調べることでマイクロアレイのデータからサンプルの細胞周期分布を推定する新規手法を開発した。多くのパラメータの上に成り立つCCS法はこれまでの方法と異なり、増殖細胞(サイクリング細胞)と静止細胞(非サイクリング細胞)を同時に考慮することが可能で、静止細胞に「埋もれた」細胞周期分布を調べることができる。CCS法を用いてマウス腫瘍モデルデータセットを解析したところ、非サイクリング細胞の影響を除いた場合に、癌化イベントに特異的な細胞周期分布パターンが明瞭に浮かび上がり、この手法が癌の特徴づけに利用できることが示唆された。さらに、CCS法によるヒト乳癌データセットの解析結果は患者の予後とより強い相関を示し、診断における有用性も示唆された。CCS法は癌の特徴分類・診断に役立つことが期待される。第二章では、遺伝子発現と癌患者予後の関連の横断解析データベース「PrognoScan」について報告する。ある遺伝子の発現が患者予後と関連することが分かった場合、その遺伝子と癌進行プロセスとの間に何らかの因果関係を疑えるため、研究を推進する動機となる。実際、これまでこの前提の下に多くの癌遺伝子候補が提案されてきた。近年、臨床情報の付随した癌マイクロアレイデータが大量に公開され、新規の実験を行わずとも、こうしたデータを解析することで遺伝子発現と患者予後とを結びつけることが可能となった。しかし、データ解析のための効率的なプラットフォームの開発が遅れているため、活用が進んでいない。筆者はここに着目し、1)臨床情報の付随した癌マイクロアレイデータの網羅的なコレクション、2)minimum P-value approachを用いた遺伝子発現に基づく生存解析ツール、の二つの特徴を持つデータベース「PrognoScan」を開発した。PrognoScanを使うことで、遺伝子発現と癌患者予後の関連性のデータセット横断的な解析が容易に実現できる。本研究でも、例として癌遺伝子候補SIX1の発現と乳癌、MCTS1の発現と脳腫瘍・血液癌・乳癌・肺癌の予後が関連することを新規に示し、さらなる研究の足がかりを提供した。筆者はPrognoScanを、誰もが自由に利用することができるようインターネット上で公開した(http://gibk21.bse.kyutech.ac.jp/PrognoScan/index.html)。PrognoScanは今後、潜在的腫瘍マーカーや創薬標的を評価するための強力なプラットフォームとして、癌研究を加速させることが期待される。

九州工業大学博士学位論文 学位記番号:情工博甲第252号 学位授与年月日:平成23年3月25日

第一章 遺伝子シグネチャーを用いたマイクロアレイデータからの細胞周期分布予測法|第二章 PrognoScan:遺伝子発現と癌患者予後の関連の横断解析データベース

平成22年度

九州工業大学博士学位論文(要旨) 学位記番号:情工博甲第252号 学位授与年月日:平成23年3月25日

0アクセス

各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    500000570392
  • NII著者ID(NRID)
    • 8000000572679
  • 本文言語コード
    • jpn
  • NDL書誌ID
    • 024446795
  • データ提供元
    • 機関リポジトリ
    • NDL ONLINE
ページトップへ