JP2018057379A - 多器官連関システムを基盤とした予測装置、及び予測プログラム - Google Patents

多器官連関システムを基盤とした予測装置、及び予測プログラム Download PDF

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匠徳 佐藤
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Abstract

【課題】1つの器官の細胞又は組織から他の器官の疾患をできるだけ早い段階で検出する装置及びプログラム並びに特定器官以外の器官の疾患の存在及び/又は病期を特定器官の疾患状態から予測する方法及び被験物質の影響を器官連関指標因子から予測する方法を提供する。
【解決手段】予測装置1は、特定器官以外の各器官における器官連関指標因子の被験データを取得する被験データ取得部、被験データと器官連関指標因子の標準データとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出するパターン類似度算出部及び前記類似度を指標にして、特定疾患の存在及び/又は病期を予測する予測部を有する。
【選択図】図10

Description

本発明は、被験体の特定器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する装置、並びにプ
ログラムに関する。また、本発明は、特定器官に疾患を有する被験体における当該特定器
官以外の1種以上の器官における疾患の存在、及び/又は病期を予測する装置及びプログ
ラムに関する。
疾患には、可逆的に治療できる状態とそうでない状態(つまり不可逆的な状態)がある
。可逆的な状態中に、異常をいち早く検出し治療する、あるいはそのような状態にすらな
らないように予防することが健康を維持することに不可欠である。また、可逆的な状態で
あっても、疾患の早期発見は、より軽度な治療方法、より短期の治療期間、またより良い
予後の健康状態へ直結する。また、心臓疾患、脳疾患、がん、糖尿病に代表されるように
、一つの器官や組織の異常が他の器官の疾患を招く(一般に合併症と呼ばれている)こと
はよく知られており、そのような疾患においては、ひとつの器官・組織の異常から他の器
官・組織の疾患が引き起こされるのを出来るだけ早い段階で防ぐことが必須となる。
人をふくめた全ての動物において、個々の器官や組織は個別の部品ではなく、それぞれ
が機能的なネットワークを形成することにより、個体レベルでの品質管理がなされている
。全身に張り巡らされている血管ネットワークによるホルモンなどの内分泌因子の運搬、
神経ネットワークによる各器官機能の協調的な調整は「多器官連関システム」の代表的な
例であり、生理学、内分泌学として体系づけられている。
一方、製薬分野では、現在、新薬のディスカバリーフェーズから臨床試験フェーズ3を
経て承認に至る薬は、1.6%程度である。つまり、ディスカバリーフェーズで候補とし
て研究開発された薬の98.4%は日の目を見ないことになる。この理由の多くは、細胞
レベルでは効果が認められた薬を生体に投与しても生体(動物モデル)では効果が見られ
なかったケース、細胞や動物モデルでは薬の効果が認められたがヒトでは顕著な効果を示
さなかったケース、生体(動物モデルやヒト)で被験薬の効果が認められるものの副作用
が強く使用できないケース等が挙げられる。したがって、これらの研究開発から実用化ま
での間に大量にドロップアウトする薬について「薬を蘇らせる」あるいは「別の新規用途
を発掘する」(このことは「ドラッグリポジショニング(Drug Repositio
ning)」と一般に呼ばれる)ことができれば、医療また経済の発展に大きく貢献する
と考えられる。
ディスカバリーフェーズにおいて選抜された薬の半分以上は、細胞で効果を示す。そこ
からさらに進んだフェーズでドロップアウトする原因のひとつには、生体特有に存在する
「多器官連関システムネットワーク」がある。生体内では多様な機能ももった細胞により
構築された各器官が「多器官連関システム」を形成することで、個体全体の恒常性や生理
機能が成り立っている。したがって、ひとつの器官に異常が起こる(疾病)と、「多器官
連関システム」を介して他の器官へのその異常シグナルが伝播され、多器官連関システム
の「ネットワーク全体」が変化しており、最初に異常をきたした器官のある細胞のみを薬
でターゲットにしても(特許文献1〜8)、多器官連関システムの「ネットワーク全体」
をもとに戻すことは不可能である。
特許文献1:特表2005−508505号公報
特許文献2:特表 2008−518626号公報
特許文献3:特表2002−516107号公報
特許文献4:特表2005−518810号公報
特許文献5:特表2007−521799号公報
特許文献6:特表2013−538565号公報
特許文献7:特表2013541323号公報
特許文献8:国際公開2003/085548号
本発明は、1つの器官の細胞又は組織から他の器官の疾患をできるだけ早い段階で検出
する装置及びプログラムを提供することを課題とする。具体的には、特定器官の疾患の存
在、及び/又は病期を、特定器官以外の器官連関指標因子から予測することを課題とする
。また、特定器官以外の器官の疾患の存在、及び/又は病期を、特定器官の疾患状態から
予測することを課題とする。
さらに、本発明は、被験物質の影響を器官連関指標因子から予測することを課題とする
本発明者は、上記課題を解決するために「多器官連関システム」に着目した。本発明者
は、鋭意研究を重ねたところ、この「多器官連関システム」を利用することで、ある器官
の状態の計測から他の器官の現在の状態を診断し、また将来の状態を予測する装置及びプ
ログラムを提供することが可能となることを見出した。
さらに、被験物質を投与された個体において「器官連関指標因子」を測定し、評価する
ことにより、網羅的、且つ定量的に被験物質の効能及び副作用を予測できることを見出し
た。
本発明は、当該知見に基づいて完成されたものであり、以下の態様を含む。
(項1)
下記の演算手段を有する、被験体の特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の
存在、及び/又は病期を予測する装置:
前記特定器官以外の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器官における器
官連関指標因子の被験データを取得する被験データ取得手段、
前記被験データ取得手段が取得した被験データと、あらかじめ決定された対応する器官
連関指標因子の標準データ1とを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出
するパターン類似度算出手段、及び
前記パターン類似度算出手段で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
して、前記特定疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測手段;
ここで、
前記被験データは、「前記被験体の前記特定器官以外の器官における器官連関指標因子
の量(以下、「被験量」と称する)」と「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器
官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(以下、「陰性対照量」と称す
る)」との関係を表している、器官連関指標因子のパターンであり、
前記標準データ1は、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官にお
ける器官連関指標因子の量(以下、「陽性対照量1」と称する)」と「前記特定疾患を有
さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(
以下、「陰性対照量1」と称する)」との関係から、あらかじめ決定された器官連関指標
因子のパターンである。
(項1−1)
下記の演算手段を有する、被験体の特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の
存在、及び/又は病期を予測する装置:
前記特定器官以外の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器官における器
官連関指標因子の被験データAを取得する被験データ取得手段、
前記被験データ取得手段が取得した被験データAと、あらかじめ決定された対応する器
官連関指標因子の標準データ1aとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を
算出するパターン類似度算出手段、及び
前記パターン類似度算出手段で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
して、前記特定疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測手段;
ここで、
前記器官連関指標因子がRNAであり、
前記被験データAは、「前記被験体の前記特定器官以外の器官におけるRNAの発現量
」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官におけ
るRNAの発現量」の比率によって示されるRNAの発現パターンであり、
前記標準データ1aは、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官に
おけるRNAの発現量」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の器
官と同一の器官におけるRNAの発現量」の比率から、あらかじめ決定されたRNAの発
現パターンである。
(項1−2)
下記の演算手段を有する、被験体の特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の
存在、及び/又は病期を予測する装置:
前記特定器官以外の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器官における器
官連関指標因子の被験データBを取得する被験データ取得手段、
前記被験データ取得手段が取得した被験データBと、あらかじめ決定された対応する器
官連関指標因子の標準データ1bとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を
算出するパターン類似度算出手段、及び
前記パターン類似度算出手段で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
して、前記特定疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測手段;
ここで、
前記器官連関指標因子が代謝物質であり、
前記被験データBは、「前記被験体の前記特定器官以外の器官における代謝物質の存在
量」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官にお
ける代謝物質の存在量」の比率によって示される代謝物質の存在パターンであり、
前記標準データ1bは、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官に
おける代謝物質の存在量」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の
器官と同一の器官における代謝物質の存在量」の比率から、あらかじめ決定された代謝物
質の存在パターンである。
(項1−3)
前記特定器官以外の器官が、血液以外の器官である、項1、1−1、及び1−2のいず
れか一項に記載の装置。
(項2)
前記器官連関指標因子がRNAを含む、項1に記載の装置。
(項3)
前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、項1又は2に記載の装置。
(項4)
項1に記載の前記標準データ1の陽性対照量1と陰性対照量1との関係が、陽性対照量
1と陰性対照量1との比率である、項1、2、及び3のいずれか一項に記載の装置。
(項4−1)
項1に記載の前記被験データの被験量と陰性対照量との前記関係が、被験量と陰性対照
量との比率である、項1、2、3及び4のいずれか一項に記載の装置。
(項5)
前記特定器官が心臓であり、前記特定疾患が心筋梗塞である、項1、1−1、1−2、
2から4、及び4−1のいずれか一項に記載の装置。
(項5−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項5に記載の装置。
(項5−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項5に記載の装置。
(項6)
前記特定器官が脳であり、前記特定疾患が認知症である、項1、1−1、1−2、2か
ら4、及び4−1のいずれか一項に記載の装置。
(項6−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項6に記載の装置。
(項6−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項6に記載の装置。
(項7)
前記特定疾患が腫瘍である、項1、1−1、1−2、2から4、及び4−1のいずれか
一項に記載の装置。
(項7−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項7に記載の装置。
(項7−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項7に記載の装置。
(項8)
コンピュータに実行させたときに、被験体の特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称
する)の存在、及び/又は病期を予測するための下記の処理を当該コンピュータに実施さ
せるプログラム:
前記特定器官以外の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器官における器
官連関指標因子の被験データを取得する被験データ取得処理、
前記被験データ取得処理で取得された被験データと、あらかじめ決定された対応する器
官連関指標因子の標準データ1とを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算
出するパターン類似度算出処理、及び
前記パターン類似度算出処理で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
して、前記特定疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測処理;
ここで、
前記被験データは、「前記被験体の前記特定器官以外の器官における器官連関指標因子
の量(以下、「被験量」と称する)」と「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器
官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(以下、「陰性対照量」と称す
る)」との関係を表している、器官連関指標因子のパターンであり、
前記標準データ1は、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官にお
ける器官連関指標因子の量(以下、「陽性対照量1」と称する)」と「前記特定疾患を有
さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(
以下、「陰性対照量1」と称する)」との関係から、あらかじめ決定された器官連関指標
因子のパターンである。
(項8−1)
コンピュータに実行させたときに、被験体の特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称
する)の存在、及び/又は病期を予測するための下記演算処理を当該コンピュータに実現
させるプログラム:
前記特定器官以外の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器官における器
官連関指標因子の被験データAを取得する被験データ取得処理、
前記被験データ取得処理で取得された被験データAと、あらかじめ決定された対応する
器官連関指標因子の標準データ1aとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度
を算出するパターン類似度算出処理、及び
前記パターン類似度算出処理で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
して、前記特定疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測処理;
ここで、
前記器官連関指標因子がRNAであり、
前記被験データAは、「前記被験体の前記特定器官以外の器官におけるRNAの発現量
」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官におけ
るRNAの発現量」の比率によって示されるRNAの発現パターンであり、
前記標準データ1aは、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官に
おけるRNAの発現量」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の器
官と同一の器官におけるRNAの発現量」の比率から、あらかじめ決定されたRNAの発
現パターンである。
(項8−2)
コンピュータに実行させたときに、被験体の特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称
する)の存在、及び/又は病期を予測するための下記演算処理を当該コンピュータに実現
させるプログラム:
前記特定器官以外の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器官における器
官連関指標因子の被験データBを取得する被験データ取得処理、
前記被験データ取得処理で取得された被験データBと、あらかじめ決定された対応する
器官連関指標因子の標準データ1bとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度
を算出するパターン類似度算出処理、及び
前記パターン類似度算出処理で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
して、前記特定疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測処理;
ここで、
前記器官連関指標因子が代謝物質であり、
前記被験データBは、「前記被験体の前記特定器官以外の器官における代謝物質の存在
量」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官にお
ける代謝物質の存在量」の比率によって示される代謝物質の存在パターンであり、
前記標準データ1bは、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官に
おける代謝物質の存在量」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の
器官と同一の器官における代謝物質の存在量」の比率から、あらかじめ決定された代謝物
質の存在パターンである。
(項8−3)
項1から4及び4−1のいずれか一項に記載の前記被験データ取得手段、前記パターン
類似度算出手段及び前記予測手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
(項8−4)
前記特定器官以外の器官が、血液以外の器官である、項8、8−1、8−2、及び8−
3のいずれか一項に記載のプログラム。
(項9)
前記器官連関指標因子がRNAを含む、項8に記載のプログラム。
(項10)
前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、項8、又は項9に記載のプログラム。
(項11)
項8に記載の前記標準データ1の陽性対照量1と陰性対照量1との前記関係が、陽性対
照量と陰性対照量との比率である、項8、9、及び10のいずれか一項に記載のプログラ
ム。
(項11−1)
項8に記載の前記被験データ1の被験量と陰性対照量との前記関係が、被験量と陰性対
照量との比率である、項8、9、10及び11のいずれか一項に記載のプログラム。
(項12)
前記特定器官が心臓であり、前記特定疾患が心筋梗塞である、項8、8−1、8−2、
9から11、及び11−1のいずれか一項に記載のプログラム。
(項12−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項12に記載のプログラム。
(項12−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項12に記載のプログラム。
(項13)
前記特定器官が脳であり、前記特定疾患が認知症である、項8、8−1、8−2、9か
ら11、及び11−1のいずれか一項に記載のプログラム。
(項13−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項13に記載のプログラム。
(項13−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項13に記載のプログラム。
(項14)
前記特定疾患が腫瘍である、項8、8−1、8−2、9から11、及び11−1のいず
れか一項に記載のプログラム。
(項14−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項14に記載のプログラム。
(項14−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項14に記載のプログラム。
(項15)
下記の工程を含む、被験体の特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の存在、
及び/又は病期を予測する方法:
(1)前記特定器官以外の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器官にお
ける器官連関指標因子の被験データと、あらかじめ決定された対応する器官連関指標因子
の標準データ1とを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出する工程、及

(2)前記工程(1)において算出された器官連関指標因子のパターンの類似度が「類
似している」と決定された場合に、前記被験体が前記標準データ1に対応する特定疾患で
あると決定する工程、及び/又は
前記工程(1)において算出された器官連関指標因子のパターンの類似度が「類似して
いる」と決定された場合に、前記標準データ1に対応する特定疾患の病期であると決定す
る工程;
ここで、
前記被験データは、「前記被験体の前記特定器官以外の器官における器官連関指標因子
の量(以下、「被験量」と称する)」と「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器
官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(以下、「陰性対照量」と称す
る)」との関係を表している、器官連関指標因子のパターンであり、
前記標準データ1は、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官にお
ける器官連関指標因子の量(以下、「陽性対照量1」と称する)」と「前記特定疾患を有
さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(
以下、「陰性対照量1」と称する)」との関係から、あらかじめ決定された器官連関指標
因子のパターンである。
(項15−1)
下記の工程を含む、被験体の特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の存在、
及び/又は病期を予測する方法:
(a)前記特定器官以外の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器官におけ
る器官連関指標因子の被験データAと、あらかじめ決定された対応する器官連関指標因子
の標準データ1aとを比較して、器官連関指標因子パターンの類似度を算出する工程、及

(b)前記工程(a)において算出された器官連関指標因子のパターンの類似度が「類
似している」と決定された場合に、前記被験体が前記標準データ1aに対応する特定疾患
であると決定する工程、及び/又は
前記工程(a)において算出された器官連関指標因子のパターンの類似度が「類似して
いる」と決定された場合に、前記標準データ1aに対応する特定疾患の病期であると決定
する工程;
ここで、
前記器官連関指標因子がRNAであり、
前記被験データAは、「前記被験体の前記特定器官以外の器官におけるRNAの発現量
」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官におけ
るRNAの発現量」の比率によって示されるRNAの発現パターンであり、
前記標準データ1aは、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官に
おけるRNAの発現量」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の器
官と同一の器官におけるRNAの発現量」の比率から、あらかじめ決定されたRNAの発
現パターンである。
(項15−2)
下記工程を含む、被験体の特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の存在、及
び/又は病期を予測する方法:
(a)特定器官以外の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器官における
器官連関指標因子の被験データBと、あらかじめ決定された器官連関指標因子の標準デー
タ1bとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出する工程、及び
(b)前記工程(a)において算出された器官連関指標因子のパターンの類似度が「類
似している」と決定された場合に、前記被験体が前記標準データ1bに対応する特定疾患
であると決定する工程、及び/又は
前記工程(a)において算出された器官連関指標因子のパターンの類似度が「類似して
いる」と決定された場合に、前記標準データ1bに対応する特定疾患の病期であると決定
する工程;
ここで、
前記器官連関指標因子が代謝物質であり、
前記被験データBは、「前記被験体の前記特定器官以外の器官における代謝物質の存在
量」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官にお
ける代謝物質の存在量」の比率によって示される代謝物質の存在パターンであり、
前記標準データ1bは、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官に
おける代謝物質の存在量」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の
器官と同一の器官における代謝物質の存在量」の比率から、あらかじめ決定された代謝物
質の存在パターンである。
(項15−3)
前記特定器官以外の器官が、血液以外の器官である、項15、15−1、及び15−2
のいずれか一項に記載の方法。
(項16)
前記工程(1)の前に、さらに下記の工程を含む、項15に記載の方法:
(i)被験体の特定器官以外の器官由来の細胞又は組織から、器官連関指標因子を抽出す
る工程、
(ii)(i)で抽出した器官連関指標因子を同定及び定量する工程、並びに
(iii)前記工程(ii)で定量した当該器官連関指標因子の量から、器官連関指標因
子の被験データを決定する工程。
(項16−1)
前記工程(1)の前に、さらに下記の工程を含む、項15−1に記載の方法:
(i)被験体の特定器官以外の器官由来の細胞又は組織から、RNAを抽出する工程、
(ii)前記工程(i)で抽出したRNAの発現から、発現している遺伝子を同定及びそ
の発現量を定量する工程、及び
(iii)前記工程(ii)で定量した当該RNAの発現量から、遺伝子の被験データ1
を決定する工程。
(項16−2)
前記工程(1)の前に、さらに下記の工程を含む、項15−2に記載の方法:
(i)被験体の特定器官以外の器官由来の細胞又は組織から代謝物質を抽出する工程、
(ii)前記工程(i)で抽出した代謝物質を同定及び存在量を定量する工程、及び
(iii)前記工程(ii)で定量した当該代謝物質の存在量から、代謝物質の被験デー
タ2を決定する工程。
(項17)
前記器官連関指標因子がRNAを含む、項15、又は16に記載の方法。
(項18)
前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、項15、16、及び17のいずれか一項に記
載の方法。
(項19)
項15に記載の前記標準データ1の陽性対照量1と陰性対照量1との前記関係が、陽性
対照量1と陰性対照量1との比率である、項15、16、17、及び18のいずれか一項
に記載の方法。
(項19−1)
項15に記載の前記被験データの被験量と陰性対照量との関係が、被験量と陰性対照量
との比率である、項15、16、17、18、及び19のいずれか一項に記載の方法。
(項20)
前記特定器官が心臓であり、前記特定疾患が心筋梗塞である、項15、15−1、15
−2、16から19、及び19−1のいずれか一項に記載の方法。
(項20−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項20に記載の方法。
(項20−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項20に記載の方法。
(項21)
前記特定器官が脳であり、前記特定疾患が認知症である、項15、15−1、15−2
、16から19、及び19−1のいずれか一項に記載の方法。
(項21−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、遺伝子が図25又は26に記載の遺伝子で
ある項21に記載の方法。
(項21−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項21に記載の方法。
(項22)
前記特定疾患が腫瘍である、項15、15−1、15−2、16から19、及び19−
1のいずれか一項に記載の方法。
(項22−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、遺伝子が図25又は26に記載の遺伝子で
ある項22に記載の方法。
(項22−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項22に記載の方法。
(項23)
下記の工程を含む、被験体の特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の存在、
及び/又は病期を予測するために使用される、器官連関指標因子のパターンの標準データ
1の作成方法:
(A)ゴールデンスタンダードの陽性対照の前記特定疾患の病期毎の前記特定器官以外
の器官由来の細胞又は組織における器官連関指標因子の量の情報を取得する工程;
(B)ゴールデンスタンダードの陰性対照の前記特定器官以外の器官由来の細胞又は組
織における器官連関指標因子の量の情報を取得する工程;
(C)前記工程(A)で得られた「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外
の器官における器官連関指標因子の量」と前記工程(B)で得られた「前記特定疾患を有
さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量」
との関係(好ましくは比率)から、器官連関指標因子のパターンを決定する工程;及び
(D)前記器官連関指標因子のパターンを、前記特定疾患の各病期に対応付ける工程。
(項23−1)
前記工程(A)が、
ゴールデンスタンダードの陽性対照の前記特定疾患の病期毎の前記特定器官以外の器官
由来の細胞又は組織から、器官連関指標因子を抽出する工程;及び
前記器官連関指標因子を同定及び定量する工程;を含み、
前工程(B)が、
ゴールデンスタンダードの陰性対照の前記特定器官以外の器官由来の細胞又は組織から
器官連関指標因子を抽出する工程;及び
前記器官連関指標因子を同定及び定量する工程;を含む、
項23に記載の方法。
(項23−2)
前記器官連関指標因子がRNAを含む、項23又は23−1に記載の方法。
(項23−3)
前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、項23又は23−1に記載の方法。
(項23−4)
前記特定器官が心臓であり、前記特定疾患が心筋梗塞である、項23、23−1、23
−2、及び23−3のいずれか一項に記載の方法。
(項23−4−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項23−4に記載の方法。
(項23−4−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項23−4に記載の方法。
(項23−5)
前記特定器官が脳であり、前記特定疾患が認知症である、項23、23−1、23−2
、及び23−3のいずれか一項に記載の方法。
(項23−5−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項23−5に記載の方法。
(項23−5−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項23−5に記載の方法。
(項23−6)
前記特定疾患が腫瘍である、項23、23−1、23−2、及び23−3のいずれか一
項に記載の方法。
(項23−6−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項23−6に記載の方法。
(項23−6−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項23−6に記載の方法。
(項24)
項23、23−1、23−2、及び23−3のいずれか一項に記載の方法により作成さ
れる、被験体の特定器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測するために使用される、器
官連関指標因子のパターンの標準データ1。
(項25)
下記の演算手段を有する、特定器官に疾患を有する被験体における当該特定器官以外の
1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する装置:
前記被験体における前記特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の病期の情報
を取得する病期情報取得手段、
前記病期情報取得手段が取得した病期の情報と、標準データ2とを照合する病期情報照
合手段、
前記病期情報照合手段で得られた結果から、前記被験体における前記特定器官以外の1
種以上の器官の器官連関指標因子のパターンを抽出するパターン抽出手段、及び
前記パターン抽出手段で得られた器官連関指標因子のパターンを指標にして、前記特定
器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測手段;
ここで、
前記標準データ2は、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官にお
ける器官連関指標因子の量(以下、「陽性対照量2」と称する)」と「前記特定疾患を有
さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(
以下、「陰性対照量2」と称する)」との関係から、前記特定疾患の病期毎に、あらかじ
め決定された器官連関指標因子のパターンである。
(項25−1)
下記の演算手段を有する、特定器官に疾患を有する被験体における当該特定器官以外の
1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する装置:
前記被験体における前記特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の病期の情報
を取得する病期情報取得手段、
前記病期情報取得手段が取得した病期の情報と、標準データ2aとを照合する病期情報
照合手段、
前記病期情報照合手段で得られた結果から、前記被験体における前記特定器官以外の1
種以上の器官の器官連関指標因子のパターンを抽出するパターン抽出手段、及び
前記パターン抽出手段で得られた器官連関指標因子のパターンを指標にして、前記特定
器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測手段;
ここで、
前記器官連関指標因子がRNAであり、
前記標準データ2aは、「前記特定疾患を有する陽性対照の当該特定器官以外の器官に
おけるRNAの発現量」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の器
官と同一の器官におけるRNAの発現量」との比率から、前記特定疾患の病期毎に、あら
かじめ決定されたRNAの発現パターンである。
(項25−2)
下記の演算手段を有する、特定器官に疾患を有する被験体における当該特定器官以外の
1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する装置:
前記被験体における前記特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の病期の情報
を取得する病期情報取得手段、
前記病期情報取得手段が取得した病期の情報と、標準データ2bとを照合する病期情報
照合手段、
前記病期情報照合手段で得られた結果から、前記被験体における前記特定器官以外の1
種以上の器官の器官連関指標因子のパターンを抽出するパターン抽出手段、及び
前記パターン抽出手段で得られた器官連関指標因子のパターンを指標にして、前記特定
器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測手段;
ここで、
前記器官連関指標因子が代謝物質であり、
前記標準データ2bは、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官に
おける代謝物質の存在量」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の
器官と同一の器官における代謝物質の存在量」との比率から、前記特定疾患の病期毎に、
あらかじめ決定された代謝物質の存在パターンである。
(項26)
前記器官連関指標因子がRNAを含む、項25に記載の装置。
(項27)
前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、項25、又は26に記載の装置。
(項28)
項25に記載の前記標準データ2の陽性対照量2と陰性対照量2との前記関係が、陽性
対照量2と陰性対照量2との比率である、項25から27のいずれか一項に記載の装置。
(項29)
前記特定器官が心臓であり、前記特定疾患が心筋梗塞である、項25、25−1、25
−2、及び26から28のいずれか一項に記載の装置。
(項29−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項29に記載の装置。
(項29−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項29に記載の装置。
(項30)
前記特定器官が脳であり、前記特定疾患が認知症である、項25、25−1、25−2
、及び26から28のいずれか一項に記載の装置。
(項30−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項30に記載の装置。
(項30−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項30に記載の装置。
(項31)
前記特定疾患が腫瘍である、項25、25−1、25−2、及び26から28のいずれ
か一項に記載の装置。
(項31−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項31に記載の装置。
(項31−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項31に記載の装置。
(項32)
コンピュータに実行させたときに、特定器官に疾患を有する被験体における当該特定器
官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測するための下記の処理を当
該コンピュータに実施させるプログラム:
前記被験体における前記特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の病期の情報
を取得する病期情報取得処理、
前記病期情報取得処理で取得された病期の情報と、標準データ2とを照合する病期情報
照合処理、
前記病期情報照合処理で得られた結果から、前記被験体における前記特定器官以外の1
種以上の器官の器官連関指標因子のパターンを抽出するパターン抽出処理、及び
前記パターン抽出処理で得られた器官連関指標因子のパターンを指標にして、前記特定
器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測処理;
ここで、
前記標準データ2は、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官にお
ける器官連関指標因子の量(以下、「陽性対照量2」と称する)」と「前記特定疾患を有
さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(
以下、「陰性対照量2」と称する)」との関係から、前記特定疾患の病期毎に、あらかじ
め決定された器官連関指標因子のパターンである。
(項32−1)
コンピュータに実行させたときに、特定器官に疾患を有する被験体における当該特定器
官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測するための下記の演算処理
を当該コンピュータに実現させるプログラム:
前記被験体における前記特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の病期の情報
を取得する病期情報取得処理、
前記病期情報取得処理で取得された病期の情報と、標準データ2aとを照合する病期情
報照合処理、
前記病期情報照合処理で得られた結果から、前記被験体における前記特定器官以外の1
種以上の器官の器官連関指標因子のパターンを抽出するパターン抽出処理、及び
前記パターン抽出処理で得られた器官連関指標因子のパターンを指標にして、前記特定
器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測処理;
ここで、
前記器官連関指標因子がRNAであり、
前記標準データ2aは、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官に
おけるRNAの発現量」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の器
官と同一の器官におけるRNAの発現量」との比率から、前記特定疾患の病期毎に、あら
かじめ決定されたRNAの発現パターンである。
(項32−2)
コンピュータに実行させたときに、特定器官に疾患を有する被験体における当該特定器
官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測するための下記の演算処理
を当該コンピュータに実現させるプログラム:
前記被験体における前記特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の病期の情報
を取得する病期情報取得処理、
前記病期情報取得処理で取得された病期の情報と、標準データ2bとを照合する病期情
報照合処理、
前記病期情報照合処理で得られた結果から、前記被験体における特定器官以外の1種以
上の器官の器官連関指標因子のパターンを抽出するパターン抽出処理、及び
前記パターン抽出処理で得られた器官連関指標因子のパターンを指標にして、前記特定
器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測処理;
ここで、
前記器官連関指標因子が代謝物質であり、
前記標準データ2bは、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官に
おける代謝物質の存在量」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の
器官と同一の器官における代謝物質の存在量」との比率から、前記特定疾患の病期毎に、
あらかじめ決定された代謝物質の存在パターンである。
(項32−3)
項24から28のいずれか一項に記載の前記病期情報取得手段、前記病期情報照合手段
、前記パターン抽出手段及び前記予測手段としてコンピュータを機能させるためのプログ
ラム。
(項33)
前記器官連関指標因子がRNAを含む、項32に記載のプログラム。
(項34)
前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、項32、又は33に記載のプログラム。
(項35)
項32に記載の前記標準データ2の陽性対照量2と陰性対照量2との前記関係が、陽性
対照量2と陰性対照量2との比率である、項32、33、及び34のいずれか一項に記載
のプログラム。
(項36)
前記特定器官が心臓であり、前記特定疾患が心筋梗塞である、項32、32−1、32
−2、及び33から35のいずれか一項に記載のプログラム。
(項36−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項36に記載のプログラム。
(項36−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項36に記載のプログラム。
(項37)
前記特定器官が脳であり、前記特定疾患が認知症である、項32、32−1、32−2
、及び33から35のいずれか一項に記載のプログラム。
(項37−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項37に記載のプログラム。
(項37−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項37に記載のプログラム。
(項38)
前記特定疾患が腫瘍である、項32、32−1、32−2、及び33から35のいずれ
か一項に記載のプログラム。
(項38−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項38に記載のプログラム。
(項38−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項38に記載のプログラム。
(項39)
下記の工程を含む、特定器官に疾患を有する被験体における当該特定器官以外の1種以
上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する方法:
(i)前記被験体の診断結果から、前記被験体における前記特定器官の疾患(以下、「特
定疾患」と称する)の病期の情報を取得する工程、
(ii)前記工程(i)で取得された前記病期の情報と、標準データ2を照合する工程、
(iii)前記工程(ii)で取得された照合結果に基づいて、標準データ2の中から前
記病期の情報と対応する特定疾患の病期の標準データαを決定し、前記被験体の病期に対
応する前記被験体における特定器官以外の1種以上の器官の器官連関指標因子のパターン
を標準データαの中から抽出する工程、
(iv)前記工程(iii)で抽出された器官連関指標因子のパターンを公知の疾患、及
び/又は前記疾患の病期における器官連関指標因子の情報と照合して、前記被験体の特定
器官以外の器官の器官連関指標因子のパターンに対応する前記特定器官以外の器官の疾患
の存在及び/又は当該疾患の病期を決定する工程、及び
(v)前記工程(iv)において決定された前記特定器官以外の器官の疾患を、前記被験
体が罹患している可能性のある疾患であると、さらに決定する工程、及び/又は
前記工程(iv)において決定された前記特定器官以外の器官の疾患の病期を、前記被験
体が罹患している疾患の病期であるとさらに決定する工程;
ここで、
前記標準データ2は、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官にお
ける器官連関指標因子の量(以下、「陽性対照量2」と称する)」と「前記特定疾患を有
さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(
以下、「陰性対照量2」と称する)」との関係から、前記特定疾患の病期毎に、あらかじ
め決定された器官連関指標因子のパターンである。
(項39−1)
下記の工程を含む、特定器官に疾患を有する被験体における当該特定器官以外の1種以
上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する方法:
(a)前記被験体の診断結果から、前記被験体における前記特定疾患の病期の情報を取得
する工程、
(b)前記工程(a)で取得された前記病期の情報と、標準データ2aを照合する工程、
(c)前記工程(b)で取得された照合結果に基づいて、標準データ2aの中から前記病
期の情報と対応する特定疾患の病期の標準データα1を決定し、前記被験体の病期に対応
する前記被験体における特定器官以外の1種以上の器官の器官連関指標因子のパターンを
標準データα1の中から抽出する工程、
(d)前記工程(c)で抽出された器官連関指標因子のパターンを公知の疾患、及び/又
は前記疾患の病期における器官連関指標因子の情報と照合して、前記被験体の特定器官以
外の器官の器官連関指標因子のパターンに対応する前記特定器官以外の器官の疾患の存在
及び/又は当該疾患の病期を決定する工程、及び
(e)前記工程(d)において決定された前記特定器官以外の器官の疾患を、前記被験体
が罹患している可能性のある疾患であると、さらに決定する工程、及び/又は
前記工程(d)において決定された前記特定器官以外の器官の疾患の病期を、前記被験体
が罹患している疾患の病期であるとさらに決定する工程;
ここで、
前記器官連関指標因子がRNAであり、
前記標準データ2aは、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官に
おけるRNAの発現量」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の器
官と同一の器官におけるRNAの発現量」との比率から、前記特定疾患の病期毎に、あら
かじめ決定されたRNAの発現パターンである。
(項39−2)
下記の工程を含む、特定器官に疾患を有する被験体における当該特定器官以外の1種以
上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する方法:
(a)前記被験体の診断結果から、前記被験体における前記特定器官の疾患(以下、「特
定疾患」と称する)の病期の情報を取得する工程、
(b)前記工程(a)で取得された前記病期の情報と、標準データ2bを照合する工程、
(c)前記工程(b)で取得された照合結果に基づいて、標準データ2bの中から前記病
期の情報と対応する特定疾患の病期の標準データα2を決定し、前記被験体の病期に対応
する前記被験体における特定器官以外の1種以上の器官の器官連関指標因子のパターンを
標準データα2の中から抽出する工程、
(d)前記工程(c)で抽出された器官連関指標因子のパターンを公知の疾患、及び/又
は前記疾患の病期における器官連関指標因子の情報と照合して、前記被験体の特定器官以
外の器官の器官連関指標因子のパターンに対応する前記特定器官以外の器官の疾患の存在
及び/又は当該疾患の病期を決定する工程、及び
(e)前記工程(d)において決定された前記特定器官以外の器官の疾患を、前記被験体
が罹患している可能性のある疾患であると、さらに決定する工程、及び/又は
前記工程(d)において決定された前記特定器官以外の器官の疾患の病期を、前記被験体
が罹患している疾患の病期であるとさらに決定する工程;
ここで、
前記器官連関指標因子が代謝物質であり、
前記標準データ2bは、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官に
おける代謝物質の存在量」と、「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の
器官と同一の器官における代謝物質の存在量」との比率から、前記特定疾患の病期毎に、
あらかじめ決定された代謝物質の存在パターンである。
(項40)
前記器官連関指標因子がRNAを含む、項39に記載の方法。
(項41)
前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、項39、又は40に記載の方法。
(項42)
項39に記載の前記標準データ2の陽性対照量2と陰性対照量2との関係が、陽性対照
量2と陰性対照量2との比率である、項39、40、及び41のいずれか一項に記載の方
法。
(項43)
前記特定器官が心臓であり、前記特定疾患が心筋梗塞である、項39、39−1、39
−2、及び40から42のいずれか一項に記載の方法。
(項43−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項43に記載の方法。
(項43−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項43に記載の方法。
(項44)
前記特定器官が脳であり、前記特定疾患が認知症である、項39、39−1、39−2
、及び40から42のいずれか一項に記載の方法。
(項44−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項44に記載の方法。
(項44−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項44に記載の方法。
(項45)
前記特定疾患が腫瘍である、項39、39−1、39−2、及び40から42のいずれ
か一項に記載の方法。
(項45−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項45に記載の方法。
(項45−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項45に記載の方法。
(項46)
下記の工程を含む、特定器官に疾患を有する被験体において当該特定器官以外の1種以
上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測するために使用される、器官連関指標因子
のパターンの標準データ2の作成方法:
(A’)ゴールデンスタンダードの陽性対照の前記特定器官の疾患(以下、「特定疾患
」と称する)の病期毎の前記特定器官以外の器官由来の細胞又は組織における器官連関指
標因子の量の情報を取得する工程;
(B’)ゴールデンスタンダードの陰性対照の前記特定器官以外の器官由来の細胞又は
組織における器官連関指標因子の量の情報を取得する工程;
(C’)前記工程(A’)で得られた「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官
以外の器官における器官連関指標因子の量」と前記工程(B’)で得られた「前記特定疾
患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子
の量」との関係(好ましくは比率)から、器官連関指標因子のパターンを決定する工程;
及び
(D’)前記器官連関指標因子のパターンを、前記特定疾患の各病期に対応付ける工程

(項46−1)
前記工程(A’)が、
ゴールデンスタンダードの陽性対照の前記特定疾患の病期毎の特定器官以外の器官由来
の細胞又は組織から、器官連関指標因子を抽出する工程;及び
前記器官連関指標因子を同定及び定量する工程;を含み、
前記工程(B’)が、
ゴールデンスタンダードの陰性対照の特定器官以外の器官由来の細胞又は組織から器官
連関指標因子を抽出する工程;及び
前記器官連関指標因子を同定及び定量する工程;を含む、
項46に記載の方法。
(項46−2)
前記器官連関指標因子がRNAを含む、項46又は46−1に記載の方法。
(項46−3)
前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、項46又は46−1に記載の方法。
(項46−4)
前記特定器官が心臓であり、前記特定疾患が心筋梗塞である、項46、46−1、46
−2、及び46−3のいずれか一項に記載の方法。
(項46−4−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項46−4に記載の方法。
(項46−4−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項46−4に記載の方法。
(項46−5)
前記特定器官が脳であり、前記特定疾患が認知症である、項46、46−1、46−2
、及び46−3のいずれか一項に記載の方法。
(項46−5−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項46−5に記載の方法。
(項46−5−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項46−5に記載の方法。
(項46−6)
前記特定疾患が腫瘍である、項46、46−1、46−2、及び46−3のいずれか一
項に記載の方法。
(項46−6−1)
前記器官連関指標因子がRNAである場合、RNAが図25又は26に記載の遺伝子か
ら転写されるものである項46−6に記載の方法。
(項46−6−2)
前記器官連関指標因子が代謝物質である場合、代謝物質が図27に記載の代謝物質であ
る項46−6に記載の方法。
(項47)
項46、46−1、46−2、及び46−3のいずれか一項に記載の方法により作成さ
れる、特定器官に疾患を有する被験体において当該特定器官以外の1種以上の器官の疾患
の存在、及び/又は病期を予測するために用いる、器官連関指標因子のパターンの標準デ
ータ2。
(項48)
下記の演算手段を有する、被験物質の効能又は副作用を予測する装置:
前記被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器
官における器官連関指標因子の被験データXと、あらかじめ決定された対応する器官連関
指標因子の標準データYとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出する
パターン類似度算出手段、及び
前記パターン類似度算出手段で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
して、前記1種以上の器官における、及び/又は前記1種以上の器官以外の器官における
被験物質の効能又は副作用を予測する予測手段。
(項49)
前記被験データXが、「前記被験物質が投与された個体の器官における器官連関指標因
子の量」と「陰性対照の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係を表してい
る、器官連関指標因子のパターンである、項48に記載の装置。
(項50)
前記標準データYが、
Y1:「既に機能が知られている器官連関指標因子の量」からあらかじめ決定された器官
連関指標因子のパターンの標準データである、項48又は49に記載の装置。
(項51)
前記標準データYが、
Y2:「既存物質が投与された個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対照
の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係から、あらかじめ決定された器官
連関指標因子のパターンである、項48又は49に記載の装置。
(項52)
前記標準データYが、
Y3:「疾患を有する陽性対照の個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対
照の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係から、あらかじめ決定された器
官連関指標因子のパターンである、項48又は49に記載の装置。
(項53)
前記器官連関指標因子がRNAを含む、項48から52のいずれか一項に記載の装置。
(項54)
前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、項48から52のいずれか一項に記載の装置

(項55)
コンピュータに実行させたときに、被験物質の効能又は副作用を予測するための下記の
処理を当該コンピュータに実施させるプログラム:
前記被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器
官における器官連関指標因子の被験データXと、あらかじめ決定された対応する器官連関
指標因子の標準データYとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出する
パターン類似度算出処理、及び
前記パターン類似度算出処理で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
して、前記1種以上の器官における、及び/又は前記1種以上の器官以外の器官における
被験物質の効能又は副作用を予測する予測処理。
(項56)
前記被験データXが、「前記被験物質が投与された個体の器官における器官連関指標因
子の量」と「陰性対照の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係を表してい
る、器官連関指標因子のパターンである、項55に記載のプログラム。
(項57)
前記標準データYが、
Y1:「既に機能が知られている器官連関指標因子の量」からあらかじめ決定されたパタ
ーンである、項55又は56に記載のプログラム。
(項58)
前記標準データYが、
Y2:「既存物質が投与された個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対照
の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係から、あらかじめ決定された器官
連関指標因子のパターンである、項55又は56に記載のプログラム。
(項59)
前記標準データYが、
Y3:「疾患を有する陽性対照の個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対
照の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係から、あらかじめ決定された器
官連関指標因子のパターンである、項55又は56に記載のプログラム。
(項60)
前記器官連関指標因子がRNAを含む、項55から59のいずれか一項に記載のプログ
ラム。
(項61)
前記器官連関指標因子が代謝物質の存在を含む、項55から59のいずれか一項に記載
のプログラム。
(項62)
項48から54のいずれか一項に記載の前記パターン類似度算出手段及び前記予測手段
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
(項63)
下記の工程を含む、被験物質の効能又は副作用を予測する方法:
(1)前記被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られ
た各器官における器官連関指標因子の被験データXと、あらかじめ決定された対応する器
官連関指標因子の標準データYとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算
出する工程、及び
(2)前記工程(1)で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標にして、
前記1種以上の器官における、及び/又は前記1種以上の器官以外の器官における被験物
質の効能又は副作用を予測する工程。
(項64)
前記被験データXが、「前記被験物質が投与された個体の器官における器官連関指標因
子の量」と「陰性対照の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係を表してい
る、器官連関指標因子のパターンである、項63に記載の方法。
(項65)
前記標準データYが、Y1:「既に機能が知られている器官連関指標因子の量」からあ
らかじめ決定されたパターンである、項63又は64に記載の方法。
(項66)
前記標準データYが、
Y2:「既存物質が投与された個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対照
の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係から、あらかじめ決定された器官
連関指標因子のパターンである、項63又は64に記載の方法。
(項67)
前記標準データYが、
Y3:「疾患を有する陽性対照の個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対
照の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係から、あらかじめ決定された器
官連関指標因子のパターンである、項63又は64に記載の方法。
(項68)
前記工程(1)の前に、さらに(i)被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来
の細胞又は組織から得られた各器官における器官連関指標因子の被験データXの情報を取
得する工程を含む、項63から67に記載の方法。
(項69)
前記工程(i)が、前記被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組
織から得られた各器官における器官連関指標因子の量から、器官連関指標因子の被験デー
タXを決定する工程を含む、項68に記載の方法。
(項70)
前記工程(i)が、前記被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組
織より抽出された当該器官連関指標因子を同定、又は定量する工程を含む、項69に記載
の方法。
(項71)
前記工程(i)の前に、さらに下記の工程を含む、項68から70のいずれか一項に記
載の方法:
(ii)前記被験物質を用意する工程、
(iii)前記個体を用意する工程、
(iv)前記工程(iii)で用意された前記個体に、前記工程(ii)で用意された前
記被験物質を投与する工程、
(v)前記工程(iv)で前記被験物質が投与された前記個体から前記器官を摘出する工
程、
(vi)前記工程(v)で摘出された前記器官より前記細胞又は組織を採取する工程。
(項72)
前記器官連関指標因子がRNAを含む、項68から71のいずれか一項に記載の方法。
(項73)
前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、項68から71のいずれか一項に記載の方法

(項74)
下記の工程を含む、被験物質の効能又は副作用を予測するために用いられる、器官連関
指標因子のパターンの標準データYの作成方法:
(1)既存物質が投与された個体の器官由来の細胞又は組織から、及び/又は、陰性対照
の器官由来の細胞又は組織から、及び/又は、疾患を有する陽性対照の個体の器官由来の
細胞又は組織から、器官連関指標因子を抽出する工程、
(2)前記工程(1)で抽出した器官連関指標因子を同定及び定量する工程、並びに
(3)前記工程(2)で定量した当該器官連関指標因子の量から、器官連関指標因子の標
準データYを決定する工程。
(項75)
被験体の特定器官の疾患の存在、並びに/又は病期を予測する方法、及び/若しくは被
験物質の効能又は副作用を予測する方法において、前記特定器官以外の1種以上の器官由
来の細胞又は組織から得られた各器官における器官連関指標因子の被験データを得るため
に使用される、明細書中「1.用語の説明」及び「8.マイクロアレイ及びキット」の項
に記載の1〜8群からなる群より選択される少なくとも1つの群を検索可能なプローブを
搭載したマイクロアレイ。
(項76)
項1−1、2、4、4−1、5、5−1、6、6−1、7、7−1、25−1、26、
28、29、29−1、30、30−1、31、及び31−1のいずれか一項に記載の装
置に組み込まれるものである、項75に記載のマイクロアレイ。
(項77)
被験体の特定器官の疾患の存在、並びに/又は病期を予測する方法、及び/若しくは被
験物質の効能又は副作用を予測する方法において、前記特定器官以外の1種以上の器官由
来の細胞又は組織から得られた各器官における器官連関指標因子の被験データを得るため
に使用される、明細書中「1.用語の説明」及び「8.マイクロアレイ及びキット」の項
に記載の1〜8群からなる群より選択される少なくとも1つの群を検索可能なプローブを
搭載したマイクロアレイを含むキット。
本発明(Reverse iOrgans)によれば、ある器官の状態の微妙な変化と
、他の器官の微妙な変化を関連づけることにより、1つの器官または組織のその微妙な変
化を捉え、通常の診断方法よりも早期に他の器官や組織の異常を検出できる。さらに、複
数の器官や組織でこのような関連性を評価する装置、又はプログラムを用いることにより
、1つの器官や組織の診断で複数の器官や組織の診断が可能になり、診断効率が飛躍的に
向上する。また、本発明(Forward iOrgans)によれば、通常の診断方法
ですでに異常をきたしていることが確認されている器官の状態から、通常の検査ではまだ
異常をきたしていると診断できていない器官の状態を推測することにより、心疾患、脳疾
患、がん等が原因で引き起こされる、他の器官や組織の異常が早期に発見でき、二次、三
次疾患(腎不全、肝障害、がんの転移など)を予防、あるいは治療することが可能となる
。さらに、被験物質の効能及び副作用を予測することができる。
本発明に係る「Reverse iOrgans」の概念を説明するための模式図である。 本発明に係る「Reverse iOrgans」の概念を説明するための模式図である。(a)は、心筋梗塞の各病期の標準データ1の例である。(b)脂肪組織の被験データの例である。 本発明に係る「Forward iOrgans」の概念を説明するための模式図である。 本発明に係る「Forward iOrgans」の概念を説明するための模式図である。(a)は、標準データ2の例である。(b)標準データ2から抽出された心筋梗塞初期の器官連関指標因子のデータの例である。(c)前記心筋梗塞初期の器官連関指標因子のデータから抽出された腎臓の器官連関指標因子のデータ(標準データα)の例である。 本発明に係る「Drug iOrgans」の概念を説明するための模式図である。(a)は、被験物質の副作用を予測するためのD-iOrgansのモデルである。また(b)は、被験物質の効能を予測するためのD-iOrgansのモデルである。 本発明に係る「Drug iOrgans」の概念を説明するための模式図である。 本発明に係る「Drug iOrgans」の概念を説明するための模式図である。 本発明の第1の態様に係るシステム100の概観図である。 本発明の第1の態様に係るシステム100のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の第1の態様に係る予測装置1の機能を説明するためのブロック図である。 本発明の第1の態様に係る予測装置1が予測方法を実行するために行うデータ処理の順序を示すフローチャートである。 本発明の第2の態様に係るシステム110の概観図である。 本発明の第2の態様に係るシステム110のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の第2の態様に係る予測装置2の機能を説明するためのブロック図である。 本発明の第2の態様に係る予測装置2が予測方法を実行するために行うデータ処理の順序を示すフローチャートである。 標準データ1を用いたD-iOrgansの概要を示す。(a)標準データ1を示す。(b)被験物質投与後の器官Aにおける被験データXのパターンを示す。(c)被験物質投与後の器官Bにおける被験データXを示す。(d)被験物質投与後の器官Bにおける被験データXを示す。ハッチングは器官連関指標因子のパターンを示す。 標準データ1を用いたD-iOrgansの概要を示す。(a)標準データ1を示す。(b)被験物質投与後の器官Aにおける被験データXのパターンを示す。(c)被験物質投与後の器官Bにおける被験データXを示す。ハッチングは器官連関指標因子のパターンを示す。 標準データY3−MAPを用いたD-iOrgansの概要(ヒト臨床試験の例)を示す。各ハッチングは器官連関指標因子のパターンを示す。また、16個のハッチングされた各ブロック(白を含む)は、相関マップを示す。 標準データY3−MAPを用いたD-iOrgansの概要(前臨床試験における効果の予測例)を示す。各ハッチングは器官連関指標因子のパターンを示す。また、16個のハッチングされた各ブロック(白を含む)は、相関マップを示す。 標準データY3−MAPを用いたD-iOrgansの概要(前臨床試験における効果の予測例)を示す。各ハッチングは器官連関指標因子のパターンを示す。また、16個のハッチングされた各ブロック(白を含む)は、相関マップを示す。 本発明の第3の態様に係るシステム120の概観図である。 本発明の第3の態様に係るシステム120のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の第3の態様に係る予測装置3の機能を説明するためのブロック図である。 本発明の第3の態様に係る予測装置3が予測方法を実行するために行うデータ処理の順序を示すフローチャートである。 RNA-Seq等で検出され得るマウスのRNAの一覧である。図中「Line No」は表の行番号を示し、「Gene Name」は米国National Center for Biotechnology Information(NCBI)に登録の遺伝子名を、「Reference Seq. ID」はNCBIに登録のReferense Sequence ID番号を示す。また、「Choromosome Locus」はmm9に登録の染色体の座を示す。 RNA-Seq等で検出され得るマウスのRNAの一覧である。図中「Line No」は表の行番号を示し、「Gene Name」は米国National Center for Biotechnology Information(NCBI)に登録の遺伝子名を、「Reference Seq. ID」はNCBIに登録のReferense Sequence ID番号を示す。また、「Choromosome Locus」はmm10に登録の染色体の座を示す。 B群の代謝物質の一覧である。 C群の代謝物質の一覧である。 GCMS解析における[MI/Sham]の値が1より大きいか又は1より小さい値を示した代謝物質の組織毎の経時的変化を示す。図内の記号は1d:冠動脈結紮後1日、1w:冠動脈結紮後1週間、8w:冠動脈結紮後8週間である。 発現量を検討したRNAについて、[MI/Sham]が1より大きいか1より小さいRNAを4群、1.5より大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より大きいか0.5より小さいRNAを6群、5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類した。8群はリアルタイムPCRでも検討を行った、特に本発明に有用なRNAである。図中「Line No.」は表の行番号を、Groupsは[MI/Sham]の値により分類した各群の番号を、「Gene Name」は、NCBIに登録の遺伝子名を、「Human Gene ID」は、前記遺伝子名に対応するNCBIに登録のヒトの遺伝子番号を、「Updated」は、前記Human Gene IDのNCBIでの更新日を示す。また「Sub-Group」において「VIII」は8群を表し、「VII-1」は、7群のRNAの中で[MI/Sham]が5より大きくかつ8群に含まれないRNAであり、「VII-2」は、7群のRNAの中で[MI/Sham]が0.2より小さくかつ8群に含まれないRNAである。「VI-1」は、6群のRNAの中で[MI/Sham]が2より大きくかつ7群及び8群に含まれないRNAであり、「VI-2」は、6群のRNAの中で[MI/Sham]が0.5より小さくかつ7群及び8群に含まれないRNAである。「V-1」は、5群のRNAの中で[MI/Sham]が1.5より大きくかつ6〜8群に含まれないRNAであり、「V-2」は、5群のRNAの中で[MI/Sham]が0.67より小さくかつ6〜8群に含まれないRNAである。「IV-1」は、4群のRNAの中で[MI/Sham]が1より大きくかつ5〜8群に含まれないRNAであり、「IV-2」は、4群のRNAの中で[MI/Sham]が1より小さくかつ5〜8群に含まれないRNAである。3群のRNAは、心筋梗塞モデルマウスにおいて、左冠動脈結紮後8週間以内に、被験器官において発現が認められる、すなわちFPKMの値が1以上となる遺伝子である。 図30に示されるMI/Shamが5より大きいRNA及び0.2より小さいRNAについて、器官毎のRNA発現の経時的変化を示す。図内の記号は1d:冠動脈結紮後1日、1w:冠動脈結紮後1週間、8w:冠動脈結紮後8週間である。 リアルタイムPCR解析の結果を示す。図内の記号は1h:冠動脈結紮後1時間、6h:冠動脈結紮後6時間、1d:冠動脈結紮後1日、1w:冠動脈結紮後1週間、8w:冠動脈結紮後8週間である。「Gene Name」は、NCBIに登録の遺伝子名を示す。 CEMS解析における[SAMP8/Control]の値が1より大きいか又は1より小さい値を示した代謝物質の組織毎の経時的変化を示す。図内の記号はE:若年性認知症早期、M:若年性認知症中期である。 発現量を検討したRNAについて、[SAMP8/Control]が1より大きいか1より小さいRNAを4群、1.5より大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より大きいか0.5より小さいRNAを6群、5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類した。「Sub-Group」において、「VII-1」は、7群のRNAの中で[SAMP8/Control]が5より大きいRNAであり、「VII-2」は、7群のRNAの中で[SAMP8/Control]が0.2より小さいRNAである。「VI-1」は、6群のRNAの中で[SAMP8/Control]が2より大きくかつ7群に含まれないRNAであり、「VI-2」は、6群のRNAの中で[SAMP8/Control]が0.5より小さくかつ7群に含まれないRNAである。「V-1」は、5群のRNAの中で[SAMP8/Control]が1.5より大きくかつ6及び7群に含まれないRNAであり、「V-2」は、5群のRNAの中で[SAMP8/Control]が0.67より小さくかつ6及び7群に含まれないRNAである。「IV-1」は、4群のRNAの中で[SAMP8/Control]が1より大きくかつ5〜7群に含まれないRNAであり、「IV-2」は、4群のRNAの中で[SAMP8/Control]が1より小さくかつ5〜7群に含まれないRNAである。3群のRNAは、若年性認知症モデルマウスにおいて、後期までに、被験器官において発現が認められる、すなわちFPKMの値が1以上となる遺伝子である。図内の記号はE:若年性認知症早期、M:若年性認知症中期、L:若年性認知症後期である。 図34に示される7群のRNAについて、器官毎のRNA発現の経時的変化を示す。図内の記号はE:若年性認知症早期、M:若年性認知症中期、L:若年性認知症後期である。 発現量を検討したRNAについて、[Glioma/Control]が1より大きいか1より小さいRNAを4群、1.5より大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より大きいか0.5より小さいRNAを6群、5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類した。図中「Line No.」は表の行番号を、Groupsは[Glioma/Control]の値により分類した各群の番号を、「Gene Name」は、NCBIに登録の遺伝子名を示す。「Sub-Group」において、「VII-1」は、7群のRNAの中で[Glioma/Control]が5より大きいRNAであり、「VII-2」は、7群のRNAの中で[Glioma/Control]が0.2より小さいRNAである。「VI-1」は、6群のRNAの中で[Glioma/Control]が2より大きくかつ7群に含まれないRNAであり、「VI-2」は、6群のRNAの中で[Glioma/Control]が0.5より小さくかつ7群に含まれないRNAである。「V-1」は、5群のRNAの中で[Glioma/Control]が1.5より大きくかつ6及び7群に含まれないRNAであり、「V-2」は、5群のRNAの中で[Glioma/Control]が0.67より小さくかつ6及び7群に含まれないRNAである。「IV-1」は、4群のRNAの中で[Glioma/Control]が1より大きくかつ5〜7群に含まれないRNAであり、「IV-2」は、4群のRNAの中で[Glioma/Control]が1より小さくかつ5〜7群に含まれないRNAである。3群のRNAは、神経膠腫を移植してから7日目までに、被験器官において発現が認められる、すなわちFPKMの値が1以上となる遺伝子である。 図36に示される7群のRNAについて、器官毎のRNA発現の経時的変化を示す。図内の記号は3d:腫瘍移植後3日目、7d:腫瘍移植後7日目である。 ヒト乳がん保有患者における皮膚のRNAの発現を示す。発現量を検討したRNAについて、[BC/Control]が1より大きいか1より小さいRNAを4群、1.5より大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より大きいか0.5より小さいRNAを6群、5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類した。図中「Line No.」は表の行番号を、Groupsは[BC/Control]の値により分類した各群の番号を、「Gene Name」は、NCBIに登録の遺伝子名を示す。「Sub-Group」において、「VII-1」は、7群のRNAの中で[BC/Control]が5より大きいRNAであり、「VII-2」は、7群のRNAの中で[BC/Control]が0.2より小さいRNAである。「VI-1」は、6群のRNAの中で[BC/Control]が2より大きくかつ7群に含まれないRNAであり、「VI-2」は、6群のRNAの中で[BC/Control]が0.5より小さくかつ7群に含まれないRNAである。「V-1」は、5群のRNAの中で[BC/Control]が1.5より大きくかつ6及び7群に含まれないRNAであり、「V-2」は、5群のRNAの中で[BC/Control]が0.67より小さくかつ6及び7群に含まれないRNAである。「IV-1」は、4群のRNAの中で[BC/Control]が1より大きくかつ5〜7群に含まれないRNAであり、「IV-2」は、4群のRNAの中で[BC/Control]が1より小さくかつ5〜7群に含まれないRNAである。3群のRNAは、被験器官において発現が認められる、すなわちFPKMの値が1以上となる遺伝子である。 ヒト肺がん保有患者における皮膚のRNAの発現を示す。発現量を検討したRNAについて、[LC/Control]が1より大きいか1より小さいRNAを4群、1.5より大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より大きいか0.5より小さいRNAを6群、5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類した。図中「Line No.」は表の行番号を、Groupsは[LC/Control]の値により分類した各群の番号を、「Gene Name」は、NCBIに登録の遺伝子名を示す。「Sub-Group」において、「VII-1」は、7群のRNAの中で[LC/Control]が5より大きいRNAであり、「VII-2」は、7群のRNAの中で[LC/Control]が0.2より小さいRNAである。「VI-1」は、6群のRNAの中で[LC/Control]が2より大きくかつ7群に含まれないRNAであり、「VI-2」は、6群のRNAの中で[LC/Control]が0.5より小さくかつ7群に含まれないRNAである。「V-1」は、5群のRNAの中で[LC/Control]が1.5より大きくかつ6及び7群に含まれないRNAであり、「V-2」は、5群のRNAの中で[LC/Control]が0.67より小さくかつ6及び7群に含まれないRNAである。「IV-1」は、4群のRNAの中で[LC/Control]が1より大きくかつ5〜7群に含まれないRNAであり、「IV-2」は、4群のRNAの中で[LC/Control]が1より小さくかつ5〜7群に含まれないRNAである。3群のRNAは、被験器官において発現が認められる、すなわちFPKMの値が1以上となる遺伝子である。 ヒト乳がん保有患者における血液のRNAの発現を示す。発現量を検討したRNAについて、[BC/Control]が1より大きいか1より小さいRNAを4群、1.5より大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より大きいか0.5より小さいRNAを6群、5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類した。図中「Line No.」は表の行番号を、Groupsは[BC/Control]の値により分類した各群の番号を、「Gene Name」は、NCBIに登録の遺伝子名を示す。「Sub-Group」において、「VII-1」は、7群のRNAの中で[BC/Control]が5より大きいRNAであり、「VII-2」は、7群のRNAの中で[BC/Control]が0.2より小さいRNAである。「VI-1」は、6群のRNAの中で[BC/Control]が2より大きくかつ7群に含まれないRNAであり、「VI-2」は、6群のRNAの中で[BC/Control]が0.5より小さくかつ7群に含まれないRNAである。「V-1」は、5群のRNAの中で[BC/Control]が1.5より大きくかつ6及び7群に含まれないRNAであり、「V-2」は、5群のRNAの中で[BC/Control]が0.67より小さくかつ6及び7群に含まれないRNAである。「IV-1」は、4群のRNAの中で[BC/Control]が1より大きくかつ5〜7群に含まれないRNAであり、「IV-2」は、4群のRNAの中で[BC/Control]が1より小さくかつ5〜7群に含まれないRNAである。3群のRNAは、被験器官において発現が認められる、すなわちFPKMの値が1以上となる遺伝子である。 ヒト肺がん保有患者における血液のRNAの発現を示す。発現量を検討したRNAについて、[LC/Control]が1より大きいか1より小さいRNAを4群、1.5より大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より大きいか0.5より小さいRNAを6群、5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類した。図中「Line No.」は表の行番号を、Groupsは[LC/Control]の値により分類した各群の番号を、「Gene Name」は、NCBIに登録の遺伝子名を示す。「Sub-Group」において、「VII-1」は、7群のRNAの中で[LC/Control]が5より大きいRNAであり、「VII-2」は、7群のRNAの中で[LC/Control]が0.2より小さいRNAである。「VI-1」は、6群のRNAの中で[LC/Control]が2より大きくかつ7群に含まれないRNAであり、「VI-2」は、6群のRNAの中で[LC/Control]が0.5より小さくかつ7群に含まれないRNAである。「V-1」は、5群のRNAの中で[LC/Control]が1.5より大きくかつ6及び7群に含まれないRNAであり、「V-2」は、5群のRNAの中で[LC/Control]が0.67より小さくかつ6及び7群に含まれないRNAである。「IV-1」は、4群のRNAの中で[LC/Control]が1より大きくかつ5〜7群に含まれないRNAであり、「IV-2」は、4群のRNAの中で[LC/Control]が1より小さくかつ5〜7群に含まれないRNAである。3群のRNAは、被験器官において発現が認められる、すなわちFPKMの値が1以上となる遺伝子である。 CEMS解析における[STZ/Control]の値が1より大きいか又は1より小さい値を示した代謝物質の組織毎の経時的変化を示す。 D-iOrgansで発現量を検討したRNAについて、[STZ/Control]が1より大きいか1より小さいRNAを4群、1.5より大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より大きいか0.5より小さいRNAを6群、5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類した。8群はリアルタイムPCRでも検討を行った、特に本発明に有用なRNAである。図中「Line No.」は表の行番号を、Groupsは[STZ/Control]の値により分類した各群の番号を、「Gene Name」は、NCBIに登録の遺伝子名を示す。また「Sub-Group」において「VIII」は8群を表し、「VII-1」は、7群のRNAの中で[STZ/Control]が5より大きくかつ8群に含まれないRNAであり、「VII-2」は、7群のRNAの中で[STZ/Control]が0.2より小さくかつ8群に含まれないRNAである。「VI-1」は、6群のRNAの中で[STZ/Control]が2より大きくかつ7群及び8群に含まれないRNAであり、「VI-2」は、6群のRNAの中で[STZ/Control]が0.5より小さくかつ7群及び8群に含まれないRNAである。「V-1」は、5群のRNAの中で[STZ/Control]が1.5より大きくかつ6〜8群に含まれないRNAであり、「V-2」は、5群のRNAの中で[STZ/Control]が0.67より小さくかつ6〜8群に含まれないRNAである。「IV-1」は、4群のRNAの中で[STZ/Control]が1より大きくかつ5〜8群に含まれないRNAであり、「IV-2」は、4群のRNAの中で[STZ/Control]が1より小さくかつ5〜8群に含まれないRNAである。3群のRNAは、被験器官において発現が認められる、すなわちFPKMの値が1以上となる遺伝子である。 D-iOrgansのリアルタイムPCR解析の結果を示す。 STZを投与したマウスから摘出した胎児を使用したD-iOrgansの結果を示す。発現量を検討したRNAについて、[STZ/Control]が1より大きいか1より小さいRNAを4群、1.5より大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より大きいか0.5より小さいRNAを6群、5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類した。図中「Line No.」は表の行番号を、Groupsは[STZ/Control]の値により分類した各群の番号を、「Gene Name」は、NCBIに登録の遺伝子名を示す。「Sub-Group」において、「VII-1」は、7群のRNAの中で[STZ/Control]が5より大きいRNAであり、「VII-2」は、7群のRNAの中で[STZ/Control]が0.2より小さいRNAである。「VI-1」は、6群のRNAの中で[STZ/Control]が2より大きくかつ7群に含まれないRNAであり、「VI-2」は、6群のRNAの中で[STZ/Control]が0.5より小さくかつ7群に含まれないRNAである。「V-1」は、5群のRNAの中で[STZ/Control]が1.5より大きくかつ6及び7群に含まれないRNAであり、「V-2」は、5群のRNAの中で[STZ/Control]が0.67より小さくかつ6及び7群に含まれないRNAである。「IV-1」は、4群のRNAの中で[STZ/Control]が1より大きくかつ5〜7群に含まれないRNAであり、「IV-2」は、4群のRNAの中で[STZ/Control]が1より小さくかつ5〜7群に含まれないRNAである。3群のRNAは、被験器官において発現が認められる、すなわちFPKMの値が1以上となる遺伝子である。
本発明は、「iOrgans(Inter−Organ Cross−Talks)(
アイ・オーガンズ)テクノロジー」という新しい方法論に基づき、被験体において特定の
器官の機能および組織学的変化に付随する該特定器官以外の器官の遺伝子発現、代謝物質
等の量の変動の網羅的データベースの構築を行い、「Reverse iOrgans(
リバース・アイ・オーガンズ)」と「Forward iOrgans(フォワード・ア
イ・オーガンズ)」という二つの新規の疾患判定方法に関する。「iOrgans」とは
、あるひとつの器官の状態とその他の器官の関連性を指標に疾患の診断、予防、治療を行
うテクノロジーである。ある特定疾患が、心筋梗塞であるものとしてReverse i
Organs(「R−iOrgans」ともいう)、Forward iOrgans(
「F−iOrgans」ともいう)、及びDrug iOrgans(「D−iOrga
ns」ともいう)の概要を説明する。
図1および図2は、本発明に係る「Reverse iOrgans」の概念を説明す
るための模式図である。
「Reverse iOrgans」は、その同じ時点の同一被験体の他の器官の遺伝
子発現パターン等の情報から予測する方法である。この方法を利用して、特定の潜在的な
疾患の存在や特定の器官の状態を予測することができる。図1に示す例では、特定の器官
(例えば心臓)の疾患(例えば心筋梗塞)を、他の器官(例えば脂肪組織又は細胞)の遺
伝子発現パターン等の情報から予測する。他の器官を「脂肪組織」、及び特定器官の疾患
を「心筋梗塞」とした場合を一例として、図2を参照して、Reverse iOrga
nsによる予測方法の概要を説明する。図2のA〜Fは、それぞれ器官連関指標因子を示
す。
まず、脂肪組織における遺伝子発現パターン(すなわち、器官連関指標因子のパターン
)を、心臓の状態毎つまり心筋梗塞の病期毎に、標準データとして予め取得しておく。標
準データ1の一例を図2(a)に示す。図2(a)に示す標準データには、脂肪組織にお
ける器官連関指標因子A〜Fのパターンが、心筋梗塞の病期(正常の状態、心筋梗塞の急
性期[虚血状態]、回復期[線維化状態]、および維持期[心肥大状態])毎に示されて
いる。心筋梗塞の急性期から維持期の器官連関指標因子のパターンにおいて、グレーの塗
り潰しで示す器官連関指標因子は、正常に対して変動が無かった器官連関指標因子を示し
、斜線のハッチングで示す器官連関指標因子は、正常に対して変動があった器官連関指標
因子を示す。
次に、被験体から脂肪組織を採取して、当該脂肪組織についての器官連関指標因子のパ
ターンを決定し、被験データとする(例えば、図2(b))。次に、脂肪組織における標
準データと被験データとを比較して、両者の類似度を算出する。被験データに類似するパ
ターンが標準データ中に存在する場合、標準データ中のその類似するパターンに対応付け
られている心臓の状態が、被験体の心臓の状態(心臓の病期)であると予測することがで
きる。図2に示す例では、(b)に示す被験データのパターンは、標準データ中の上から
2番目のパターンに類似する。この2番目のパターンは、心臓が心筋梗塞急性期の状態で
ある場合に取得されたパターンである。よって、被験体の心臓は、心筋梗塞急性期の状態
(虚血状態)であると予測することができる。
図3および図4は、本発明に係る「Forward iOrgans」の概念を説明す
るための模式図である。
「Forward iOrgans」は、被験体について、通常の検査法等で、特定器
官における特定疾患の病期を決定した後に、当該特定疾患の病期と、あらかじめ取得され
たデータとを比較することにより、当該被験体の特定器官以外の器官における遺伝子発現
パターン等を決定し、それに基づいて、合併症を含む当該特定器官以外の器官の疾患の存
在、又は病期を予測する方法である。当該被験体の特定器官以外の器官における遺伝子発
現パターン等と、従来報告されている当該特定器官以外の器官の疾患の遺伝子発現の情報
を照らし合わせることにより、合併症を含む当該特定器官以外の器官の疾患の存在、又は
病期を予測することができる。図3に示す例では、特定の器官(例えば心臓)における疾
患(例えば心筋梗塞)の病期が通常の検査法等により予め把握されており、当該特定器官
の疾患の病期から他の器官(例えば腎臓)の状態を予測する。この場合を一例として、図
4を参照して、Forward iOrgansによる予測方法の概要を説明する。
まず、例えば血清の生化学的検査等の結果から、被験体の心筋梗塞の病期が急性期、回
復期、又は維持期であるとの情報が得られる。次に、心筋梗塞の病期毎に保存されている
心臓も含めた各器官の器官連関指標因子のパターンである標準データ2(例えば図4(a
))と前記被験体の病期を照らし合わせることにより図4(a)の中から、当該被験体の
心筋梗塞の病期(例えば急性期)に対応する器官連関指標因子のパターン図4(b)を抽
出する。さらに図4(b)の中から腎臓の器官連関指標因子のパターン図4(c)を抽出
する。これらの手順により、当該腎臓の器官連関指標因子のパターン図4(c)が、前記
被験体の病期における腎臓の器官連関指標因子のパターンであると推定することができる
。そして、推定されたパターンに示された器官連関指標因子について、これまでに報告さ
れている疾患、合併症の情報から、腎臓の状態を予測することができる。
図5及び6は、本発明に係る被験物質の副作用及び効用を予測するための「Drug
iOrgans」の概念を説明するための模式図である。「多器官連関システムネットワ
ーク」によれば、多くの薬剤の副作用は、薬剤が器官Aに働き、(a1,a2,a3,a
4,etc.)といった器官連関指標因子が変化(上昇あるいは減少)し、Δ(a1,a
2,a3,a4,etc.)という状態になることで副作用が現れる(図5(a))。こ
こに「多器官連関システムネットワーク」を考慮すると、薬剤が器官Aにはたらくことで
、器官B、器官C、器官Dに副作用が出る。また、薬剤の効能についても図5(b)に示
すように副作用の場合と同様のことがいえる。
従来の副作用の検出方法や効能の確認方法では、器官Aのみでの変化を観察しているた
め、器官B、器官C、器官Dでの影響は見逃されていた。D−iOrgansは、薬剤の
投与による、器官Aにおける(a1,a2,a3,a4,etc.)からΔ(a1,a2
,a3,a4,etc.)への器官連関指標因子の変化のみを評価するのではなく、器官
B、器官C、器官Dでの(b1,b2,b3,b4,etc.)からΔ(b1,b2,b
3,b4,etc.)へ、(c1,c2,c3,c4,etc.)からΔ(c1,c2,
c3,c4,etc.)へ、(d1,d2,d3,d4,etc.)からΔ(d1,d2
,d3,d4,etc.)へといった他器官での器官連関指標因子の変化も網羅的に解析
することができる。
図6を参照して、D−iOrgansによる予測方法の一例を説明する。まず、1種以
上の器官における遺伝子発現パターン(すなわち、器官連関指標因子のパターン)を、1
又は複数の疾患の病期毎に、標準データYとして予め取得しておく。標準データYの一例
を図6(a)に示す。図6(a)に示す標準データYは、「疾患を有する陽性対照の個体
の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対照の同一の器官における器官連関指標
因子の量」との関係から、あらかじめ決定された器官連関指標因子のパターンであり、こ
の標準データYには、脂肪組織における器官連関指標因子A〜Fのパターンが、心筋梗塞
、認知症、神経膠腫の各疾患の病期(正常の状態、初期、中期、および後期)毎に示され
ている。各疾患の初期から後期の器官連関指標因子のパターンにおいて、グレーの塗り潰
しで示す器官連関指標因子は、正常に対して変動が無かった器官連関指標因子を示し、斜
線のハッチングで示す器官連関指標因子は、正常に対して変動があった器官連関指標因子
を示す。
次に、被験物質が投与された被験体から脂肪組織を採取して、当該脂肪組織についての
器官連関指標因子のパターンを決定し、被験データXとする(例えば、図6(b))。次
に、脂肪組織における標準データYと被験データXとを比較して、両者の類似度を算出す
る。被験データXに類似するパターンが標準データY中に存在する場合、被験体が、被験
物質の投与により標準データY中の当該類似するパターンに対応付けられている病期の疾
患を発症したと同様の状態になっていると予測することができる。図6に示す例では、(
b)に示す被験データXのパターンは、標準データY中の認知症の初期のパターンに類似
する。つまり、被験体は、被験物質を投与されたことにより、初期の認知症に相当する疾
患を発症した可能性が示唆される。よって、被験物質は、初期の認知症に相当する副作用
を有する可能性があると予測することができる。
また、図6(a)に示す標準データYを取得するために用いた「疾患を有する陽性対照
の個体」が何らかの治療(既存物質の投与)を受けている場合であって、被験データXが
図6(b)に示すパターンである場合、被験物質が、当該既存物質に相当する効能を有す
ると予測することができる。
疾患の初期段階では、自覚症状が出ないことが多いため、従来の方法では、自覚症状を
伴わない被験物質の効能又は副作用を予測することができなかった。これに対し、D−i
Organsによる予測方法では、器官連関指標因子のパターンを疾患の初期を含む病期
毎に対応付けた標準データYと被験データXとを比較して、その類似度を指標にして、被
験物質の効能又は副作用を予測している。そのため、自覚症状を伴わない被験物質の効能
又は副作用も予測することができる。
図7を用いて、大腸癌を例に挙げてD−iOrgansの態様を説明する。例えば、被
験物質を投与される個体(例えば、マウス)が、健常状態である場合、大腸癌の前癌病変
を有している場合、又は大腸癌を発症している場合において、それぞれの病期の精巣、腎
臓、皮膚、大腸における被験物質が投与されていない標準データ1が図7(a)であると
する。被験物質を投与された個体が健常な個体であり、被験物質を投与された被験体の大
腸から採取された組織における器官連関指標因子のパターンが図7(b)に示す被験デー
タXであった場合、被験データXと図7(a)の標準データ1の大腸のデータと比較する
。この場合、被験データXは標準データ1の大腸前癌病変のパターンと類似しているので
、当該被験物質は、健常個体に投与すると、大腸癌の前癌病変を引き起こすと予測するこ
とができる。さらに当該被験物質は今後大腸癌を引き起こす可能性があると予測すること
ができる。また、被験物質を投与された個体が大腸癌を有していた場合、被験物質を投与
した後の病変部の器官連関指標因子のパターンが図7(b)に示す被験データXであった
場合、標準データ1の大腸癌前癌病変のパターンと類似しているので、当該被験物質は、
大腸癌の治療に有効であると予測することができる。
さらに、本発明によれは、多器官連関システムネットワークを考慮することにより、例
えば、大腸組織そのものでなくても、標準データ1に含まれる皮膚の遺伝子の発現パター
ン(図7(a))から、大腸の状態を予測することができる。例えば、被験物質を投与さ
れた個体が健常な個体であった場合であって、被験物質を投与された被験者の皮膚から採
取された組織における器官連関指標因子のパターンが図7(c)に示す被験データXであ
った場合、被験データXと図7(a)の標準データ1の皮膚のデータと比較する。この場
合、被験データXは標準データ1の大腸前癌病変のパターンと類似しているので、当該被
験物質が大腸に前癌病変を引き起こすと予測することができる。また、例えば、被験物質
を投与された個体が大腸癌を有していた場合であって、被験物質を投与した後の皮膚の器
官連関指標因子のパターンが図7(c)に示す被験データXであった場合、標準データ1
の皮膚のデータと比較する。この場合、被験データXは標準データ1の大腸前癌病変のパ
ターンと類似しているので、当該被験物質は、大腸癌に有効であると予測することができ
る。つまり、例えば観察したい組織が、腹腔内等にあり、組織の採取のために開腹しなけ
ればならない場合等は、当該組織に代えて、組織を採取しやすい皮膚等を用いて皮膚以外
の複数の器官における被験物質の効能、又は副作用を予測することができる。さらに、D
−iOrgansは、R−iOgans又はF−iOrgansとリンクさせることによ
り、効能や副作用をより早い段階で、複数の器官について同時に発見することが可能とな
る。
1.用語の説明
はじめに、本明細書、請求の範囲、要約で使用される用語について説明する。
本発明において、「個体」とは、特に制限されず、ヒト、マウス、ラット、イヌ、ネコ
、ウサギ、ウシ、ウマ、ヤギ、ヒツジ、ブタ等の哺乳動物、ニワトリ等の鳥類等が挙げら
れる。好ましくはヒト、マウス、イヌ、ネコ、ウシ、ウマ、ブタ等の哺乳動物であり、よ
り好ましくはヒト、マウス、イヌ、又はネコ等であり、さらに好ましくはヒト又はマウス
であり、最も好ましくはヒトである。また、個体には疾患を有する個体と有さない個体の
両方が含まれる。個体の年齢、性別(雄又は雌)は問わないが、後述する被験体と同種、
同年齢及び/又は同一性別であることが好ましい。ただし、下記「6.D−iOrgan
s」の態様において、個体に被験物質を投与する場合には、「個体」からは「ヒト」が除
かれる。
また、「個体」には懐胎している個体も含まれる。
本発明における個体の年齢層は、ヒトであれば7歳未満、7歳以上15歳未満、15歳
以上30歳未満、30歳以上60歳未満、及び60歳以上に分類することができる。本発
明の適用年齢は特に制限されないが、好ましくは、15歳以上30歳未満、30歳以上6
0歳未満、又は60歳以上、より好ましくは、30歳以上60歳未満、又は60歳以上で
ある。マウスであれば、年齢層は、6週齢未満、6週齢以上24週齢未満、24週齢以上
48週齢未満、及び48週齢以上に分類することができる。
ここで、後述する特定疾患を有する個体を「陽性対照」と呼び、後述する特定疾患を有
さない個体を「陰性対照」と呼ぶ。本発明において、「組織」とは、似た機能及び似た形
態を有する細胞の集まりをいう。
本発明において、「器官」とは、被験体に存在する、いくつかの組織の集まりで,一定
の独立した形態および特定の機能を有するものを意味するが、具体的には、循環器系器官
(心臓、動脈、静脈、リンパ管等)、呼吸器系器官(鼻腔、副鼻腔、喉頭、気管、気管支
、肺等)、消化器系器官(口唇、頬部、口蓋、歯、歯肉、舌、唾液腺、咽頭、食道、胃、
十二指腸、空腸、回腸、盲腸、虫垂、上行結腸、横行結腸、S状結腸、直腸、肛門、肝臓
、胆嚢、胆管、胆道、膵臓、膵管等)、泌尿器系器官(尿道、膀胱、尿管、腎臓)、神経
系器官(大脳、小脳、中脳、脳幹、脊髄、末梢神経、自律神経等)、女性生殖器系器官(
卵巣、卵管、子宮、膣等)、乳房、男性生殖器系器官(陰茎、前立腺、精巣、精巣上体、
精管)、内分泌系器官(視床下部、下垂体、松果体、甲状腺、副甲状腺、副腎等)、外皮
系器官(皮膚、毛、爪等)、造血器系器官(血液、骨髄、脾臓等)、免疫系器官(リンパ
節、扁桃、胸腺等)、骨軟部器官(骨、軟骨、骨格筋、結合組織、靱帯、腱、横隔膜、腹
膜、胸膜、脂肪組織(褐色脂肪、白色脂肪)等)、感覚器系器官(眼球、眼瞼、涙腺、外
耳、中耳、内耳、蝸牛等)が挙げられる。本発明において、対象とする組織としては、好
ましくは心臓、大脳、肺、腎臓、脂肪組織、肝臓、骨格筋、精巣、脾臓、胸腺、骨髄、膵
臓、皮膚(例えば、皮下組織より上層の表皮、乳頭層、網状層を含む。好ましくは脂肪組
織、軟骨組織等を含まない)等であり、より好ましくは心臓、大脳、肺、腎臓、脂肪組織
、肝臓、骨格筋、脾臓、骨髄、膵臓、皮膚等である。
さらに、懐胎した「個体」(好ましくは、ヒト以外の個体)を対象とする場合には、本
発明の「器官」の中には、胎児の全身又は胎児の上記器官が含まれてもよい。
また本発明において、血清、血漿、尿、髄液、腹水、胸水、唾液、胃液、膵液、胆汁、
乳汁等の体液、特に好ましくは血漿を上記器官に替えて使用してもよい。
本発明において、「特定器官」とは、後述する特定疾患を有する器官をいう。「特定器
官以外の器官」は、前記特定器官以外の上記器官である。特定器官以外の器官は、1種で
あっても、複数であっても良い。好ましくは、血液以外の器官であり、より好ましくは体
液を含まない。特に好ましくは、皮膚、脂肪組織等である。
本明細書において、「器官由来」とは、例えば、器官から採取されたこと、採取された
器官の細胞、若しくは組織、又は体液から培養されたことを意味する。
本発明において、「器官連関指標因子(Inter−Organ Cross−tal
k Indicator)」とは、生体内に存在している生体内物質であり、生体内にお
いて器官同士のコミュニケーション(つまり器官連関)によって、お互いの器官の状態を
表す指標となる因子(分子)である。言い換えれば、特定疾患を有する個体において、そ
の疾患の存否に依存して、各器官の細胞若しくは組織、及び/又は体液で変動しうる生体
内物質をいう。器官連関指標因子となりうる生体内物質は、核酸;糖質;脂質;糖タンパ
ク質;糖脂質;リポタンパク質;アミノ酸、ペプチド;タンパク質;ポリフェノール類;
ケモカイン;前記物質の終末代謝産物、中間代謝産物、及び合成原料物質からなる群から
選択される少なくとも一種の代謝物質;又は金属イオン等であり、より好ましくは、核酸
である。
本発明において、核酸として好ましくはmRNA、非翻訳RNA、microRNA等
のRNAであり、より好ましくはmRNAである。RNAとして好ましくは、上記器官の
細胞若しくは組織、又は体液中の細胞において発現され得るmRNA、非翻訳RNA及び
microRNAからなる群から選択される少なくとも1種のRNAであり(本明細書に
おいて、「1群」ともいう)、より好ましくは、RNA−Seq等で検出され得る図25
又は26に示される遺伝子から転写されるRNA(本明細書において、「2群」ともいう
)、及びその遺伝子のオーソログから転写されるRNAである。各動物腫のオーソログは
、図25又は26に記載のReference Seq. IDからNCBIが提供する
ウェブサイトHomoloGene(http://www.ncbi.nlm.nih
.gov/homologene)等を使って検索することができる。例えば、ヒトであ
れば、図30に記載のHuman Gene IDで表されるオーソログを挙げることが
できる。これらの中でも、ポリA配列を有するものが特に好ましい。ただし、図25又は
26に記載の遺伝子に対応するオーソログが存在しない個体においては、当該オーソログ
は解析対象から除外される。より好ましくは、マウス以外の個体においては、非翻訳RN
A及びmicroRNA(これらは、NCBIのReference Seq IDが“
NR”から始まる)は、解析対象から除外される。
例えば特定器官が心臓であり、特定疾患が心筋梗塞である場合、RNAとして、好まし
くは図30に記載された遺伝子から転写される3群の遺伝子より転写されるRNAよりな
る群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する3群の遺伝子のオーソロ
グより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。3群よりもさらに好まし
くは図30に記載された4群の遺伝子より転写されるRNAよりなる群から選択される少
なくとも1種若しくは上記個体に存在する4群の遺伝子のオーソログより転写されるRN
Aより選択される少なくとも1種である。4群よりもさらに好ましくは図30に記載され
た遺伝子から転写される5群の遺伝子より転写されるRNAよりなる群から選択される少
なくとも1種若しくは上記個体に存在する5群の遺伝子のオーソログより転写されるRN
Aより選択される少なくとも1種である。5群よりもさらに好ましくは図30に記載され
た遺伝子から転写される6群の遺伝子より転写されるRNAよりなる群から選択される少
なくとも1種若しくは上記個体に存在する6群の遺伝子のオーソログより転写されるRN
A選択される少なくとも1種である。6群よりもさらに好ましくは図30に記載された7
群の遺伝子より転写されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記
個体に存在する7群の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少なくと
も1種である。最も好ましくは図31に記載された8群の遺伝子より転写されるRNAよ
りなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する8群のオーソログよ
り選択される少なくとも1種である。ただし、マウス以外の個体においては、8群の遺伝
子のオーソログからは、Sult5a1のオーソログは除外される。
例えば特定器官が脳であり、特定疾患が認知症である場合、RNAとして好ましくは図
34に記載された遺伝子から転写される3群の遺伝子より転写されるRNAよりなる群か
ら選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する3群の遺伝子のオーソログより
転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。3群よりもさらに好ましくは図
34に記載された遺伝子から転写される4群の遺伝子より転写されるRNAよりなる群か
ら選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する4群の遺伝子のオーソログより
転写されるRNAより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。4群より
もさらに好ましくは図34に記載された遺伝子から転写される5群の遺伝子より転写され
るRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する5群のオ
ーソログより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。5群よりもさらに
好ましくは図34に記載された遺伝子から転写される6群の遺伝子より転写されるRNA
よりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する6群のオーソログ
より転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。6群よりもさらに好ましく
は図34に記載された7群の遺伝子より転写されるRNAよりなる群から選択される少な
くとも1種若しくは上記個体に存在する7群のオーソログより転写されるRNAより選択
される少なくとも1種である。
例えば、特定疾患が腫瘍である場合、RNAとして好ましくは図36、38又は39に
記載された遺伝子から転写される3群の遺伝子より転写されるRNAよりなる群から選択
される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する3群の遺伝子のオーソログより転写さ
れるRNAより選択される少なくとも1種である。3群よりもさらに好ましくは図36、
38又は39に記載された遺伝子から転写される4群の遺伝子より転写されるRNAより
なる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する4群の遺伝子のオーソ
ログより転写されるRNAより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。
4群よりもさらに好ましくは図36、38又は39に記載された遺伝子から転写される5
群の遺伝子より転写されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記
個体に存在する5群の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少なくと
も1種である。5群よりもさらに好ましくは図36、38又は39に記載された遺伝子か
ら転写される6群の遺伝子より転写されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1
種若しくは上記個体に存在する6群の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択
される少なくとも1種である。6群よりもさらに好ましくは図36、38又は39に記載
された7群の遺伝子より転写されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若し
くは上記個体に存在する7群の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される
少なくとも1種である。
疾患が腫瘍である場合であって、特定器官以外の器官が皮膚である場合、好ましくは、
図38又は39に記載された遺伝子から転写される3群の遺伝子より転写されるRNAよ
りなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する3群の遺伝子のオー
ソログより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。3群よりもさらに好
ましくは図38又は39に記載された遺伝子から転写される4群の遺伝子より転写される
RNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する4群の遺伝
子のオーソログより転写されるRNAより転写されるRNAより選択される少なくとも1
種である。4群よりもさらに好ましくは図38又は39に記載された遺伝子から転写され
る5群の遺伝子より転写されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは
上記個体に存在する5群の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少な
くとも1種である。5群よりもさらに好ましくは図38又は39に記載された遺伝子から
転写される6群の遺伝子より転写されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種
若しくは上記個体に存在する6群の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択さ
れる少なくとも1種である。6群よりもさらに好ましくは図38又は39に記載された7
群の遺伝子より転写されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記
個体に存在する7群の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少なくと
も1種である。特に好ましくは、FCGR3B、FPR1、HLA−DQA1、LINC
00260、LOC286437、MALAT1、MIR1184−1、MIR1247
、PRG4、RPL21P44、RPPH1、RPS15AP10、SCARNA4、S
NORA31、SNORA77、及びZBTB20、並びにこれらのオーソログからなる
群から選択される少なくとも一種の遺伝子発現されるRNAである。
疾患が乳がんである場合であって、特定器官以外の器官が皮膚である場合、好ましくは
、図38に記載された遺伝子から転写される3群の遺伝子より転写されるRNAよりなる
群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する3群の遺伝子のオーソログ
より転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。3群よりもさらに好ましく
は図38に記載された遺伝子から転写される4群の遺伝子より転写されるRNAよりなる
群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する4群の遺伝子のオーソログ
より転写されるRNAより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。4群
よりもさらに好ましくは図38に記載された遺伝子から転写される5群の遺伝子より転写
されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する5群
の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。5群
よりもさらに好ましくは図38に記載された遺伝子から転写される6群の遺伝子より転写
されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する6群
の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。6群
よりもさらに好ましくは図38に記載された7群の遺伝子より転写されるRNAよりなる
群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する7群の遺伝子のオーソログ
より転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。特に好ましくは、PRG4
、HLA−DQA1、LOC100302650、MIR1184−1、MIR1248
、MIR203、MIR205、MIR570、RPPH1、SCARNA4、SNOR
A31、SNORA4並びにこれらのオーソログからなる群から選択される少なくとも一
種の遺伝子発現されるRNAである。
疾患が肺がんである場合であって、特定器官以外の器官が皮膚である場合、好ましくは
、図39に記載された遺伝子から転写される3群の遺伝子より転写されるRNAよりなる
群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する3群の遺伝子のオーソログ
より転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。3群よりもさらに好ましく
は図39に記載された遺伝子から転写される4群の遺伝子より転写されるRNAよりなる
群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する4群の遺伝子のオーソログ
より転写されるRNAより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。4群
よりもさらに好ましくは図39に記載された遺伝子から転写される5群の遺伝子より転写
されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する5群
の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。5群
よりもさらに好ましくは図39に記載された遺伝子から転写される6群の遺伝子より転写
されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する6群
の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。6群
よりもさらに好ましくは図39に記載された7群の遺伝子より転写されるRNAよりなる
群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する7群の遺伝子のオーソログ
より転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。特に好ましくは、AGSK
1、CYP2E1、KRT6C、RPL21、RPL9、TPPP、DCD、DDX3Y
、FCGR3B、HBA2、HIST1H4C、HLA−DQA1、LOC286437
、MALAT1、MIR1184−1、RPPH1、RPS15AP10、RPS4Y1
、SCARNA4、SCGB2A1、SFTPA1、SFTPA2、SNORA31、S
NORA77、ZBTB20、並びにこれらのオーソログからなる群から選択される少な
くとも一種の遺伝子発現されるRNAである。
疾患が腫瘍である場合であって、特定器官以外の器官が血液である場合、好ましくは、
図40又は41に記載された遺伝子から転写される3群の遺伝子より転写されるRNAよ
りなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する3群の遺伝子のオー
ソログより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。3群よりもさらに好
ましくは図40又は41に記載された遺伝子から転写される4群の遺伝子より転写される
RNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する4群の遺伝
子のオーソログより転写されるRNAより転写されるRNAより選択される少なくとも1
種である。4群よりもさらに好ましくは図40又は41に記載された遺伝子から転写され
る5群の遺伝子より転写されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは
上記個体に存在する5群の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少な
くとも1種である。5群よりもさらに好ましくは図40又は41に記載された遺伝子から
転写される6群の遺伝子より転写されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種
若しくは上記個体に存在する6群の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択さ
れる少なくとも1種である。6群よりもさらに好ましくは図40又は41に記載された7
群の遺伝子より転写されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記
個体に存在する7群の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少なくと
も1種である。特に好ましくは、HNRNPH2、HP、LOC283663、SNOR
A40、TCN2、並びにこれらのオーソログからなる群から選択される少なくとも一種
の遺伝子発現されるRNAである。
疾患が乳がんである場合であって、特定器官以外の器官が血液である場合、好ましくは
、図40に記載された遺伝子から転写される3群の遺伝子より転写されるRNAよりなる
群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する3群の遺伝子のオーソログ
より転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。3群よりもさらに好ましく
は図40に記載された遺伝子から転写される4群の遺伝子より転写されるRNAよりなる
群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する4群の遺伝子のオーソログ
より転写されるRNAより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。4群
よりもさらに好ましくは図40に記載された遺伝子から転写される5群の遺伝子より転写
されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する5群
の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。5群
よりもさらに好ましくは図40に記載された遺伝子から転写される6群の遺伝子より転写
されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する6群
の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。6群
よりもさらに好ましくは図40に記載された7群の遺伝子より転写されるRNAよりなる
群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する7群の遺伝子のオーソログ
より転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。
疾患が肺がんである場合であって、特定器官以外の器官が血液である場合、好ましくは
、図41に記載された遺伝子から転写される3群の遺伝子より転写されるRNAよりなる
群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する3群の遺伝子のオーソログ
より転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。3群よりもさらに好ましく
は図41に記載された遺伝子から転写される4群の遺伝子より転写されるRNAよりなる
群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する4群の遺伝子のオーソログ
より転写されるRNAより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。4群
よりもさらに好ましくは図41に記載された遺伝子から転写される5群の遺伝子より転写
されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する5群
の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。5群
よりもさらに好ましくは図41に記載された遺伝子から転写される6群の遺伝子より転写
されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する6群
の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。6群
よりもさらに好ましくは図41に記載された7群の遺伝子より転写されるRNAよりなる
群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する7群の遺伝子のオーソログ
より転写されるRNAより選択される少なくとも1種である。
また、上記器官の細胞又は組織に存在している代謝物質としては、核酸、糖質、脂質、
糖タンパク質、糖脂質、リポタンパク質、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、ポリフェノ
ール類、ケモカイン及びこれらの終末代謝産物、これらの中間代謝産物若しくはこれらの
合成原料物質(本明細書において、A群ともいう)のすべてが対象となる。好ましくは、
公知の方法によって検出されうる少なくとも1種の図27に示す代謝産物が挙げられる(
本明細書において、B群ともいう)。より具体的には、図28に記載の代謝物質の少なく
とも1種である(本明細書において、C群ともいう)。
例えば特定器官が心臓であり、特定疾患が心筋梗塞である場合、代謝物質として好まし
くは、図29に記載の代謝物質である。
例えば特定器官が脳であり、特定疾患が認知症である場合、代謝物質として好ましくは
、図33に記載の代謝物質である。
本書において、「器官連関指標因子の量」は、定量的な値として表されても、「増加」
、「変化なし」及び「減少」等の半定量的に表されてもよく、「器官連関指標因子の量」
は各器官連関指標因子の測定値であってもよい。
本発明において検出する対象の特定器官の疾患を「特定疾患」と呼ぶ。特定疾患には、
上記被個体の上記器官で発症しうるあらゆる疾患、異常を含みうる(但し、場合によって
は、糖尿病及び慢性腎不全は本発明の対象からは除かれる)。つまり、特定疾患には、当
該疾患に至る前に起こる当該特定疾患特有の異常(「前病変」ともいう)を含む。好まし
くは、血栓症、塞栓症、狭窄症等の虚血性疾患(特に心臓、脳、肺、大腸等);動脈瘤、
静脈瘤、うっ血、出血等の循環障害(大動脈、静脈、肺、肝臓、脾臓、網膜等);アレル
ギー性気管支炎、糸球体腎炎等のアレルギー性疾患;認知症、パーキンソン病、筋萎縮性
側索硬化症、重症筋無力症、等の変性疾患(神経、骨格筋等);腫瘍(良性上皮性腫瘍、
良性非上皮性腫瘍、悪性上皮性腫瘍、悪性非上皮性腫瘍);代謝性疾患(糖質代謝異常、
脂質代謝異常、電解質異常);感染症(細菌、ウイルス、リケッチア、クラミジア、真菌
等、原虫、寄生虫等)等が挙げられ、より好ましくは心臓又は脳の虚血性疾患;アルツハ
イマー型(若年性)認知症及び脳血管性認知症を含む神経変性疾患;悪性上皮性又は悪性
非上皮性腫瘍;脂肪肝、肥満等の代謝性疾患である。特に好ましくは、心虚血性疾患(心
筋梗塞、狭心症)、悪性上皮性腫瘍(肺、胃、十二指腸、結腸、直腸、乳腺、子宮、前立
腺、膀胱等由来)、悪性非上皮性腫瘍(星細胞腫、乏突起神経膠腫、上衣腫等の神経膠腫
)又はアルツハイマー型認知症等の神経変性疾患である。好ましくは、特定疾患からは、
全身症状を引き起こす疾患は除かれる。全身症状を引き起こす疾患としては、例えば、全
身性エリテマトーデス、多発性硬化症等の自己免疫疾患;遺伝性ムコ多糖症等の代謝異常
;インフルエンザウイルス、アデノウイルス等の感染症を挙げることができる。
病期の決定は、上記疾患で既に用いられている内視鏡検査、X線検査、MRI検査、超
音波検査、心機能検査、呼吸器検査、組織学的検査、血液学的検査、生化学的検査、免疫
学的検査、尿検査等によって病期を決定することができる。また、当該病期には、前病変
が現れている時期(「前病期」ともいう)も含まれる。
例えば、心筋梗塞の場合には、表1にしたがって、病期を分類することができる。表1
はJack P.M. Cleutjens等(Cardiovascular Research, 1999, vol. 44, p232-241)に基
づいて作成している。なお、Cleutjens等はヒトに比べてマウス及びラット等の小型動物
では心筋梗塞後の心臓組織の修復が早いと述べているが、本発明者の検討では、マウスと
ヒトにおいて病期の進行に大きな差は認められていない(例えば、Motoaki Murakoshi等
:PLOS ONE, 2013, vol. 8, issue 11, e79374参照)。したがって、マウスについても表
1に示される心筋梗塞の病期分類が適用可能である。
さらに、ヒトにおける別の心筋梗塞の病期分類として、梗塞発生日を0日目とした場合
、0日目から1又は2週間までの間を急性期、3週間目〜2又は3ヶ月目までを回復期、
その後生涯にわたる期間を維持期とする分類を例示することができる。
特に心筋梗塞の急性期の検査は下表2(診療群別臨床検査のガイドライン2003; 10.
急性心筋梗塞;山崎力著より引用)に示す検査項目によって、経過を観察することができ
る。
特定疾患がアルツハイマー型認知症である場合には、例えば病期の分類は、以下の分類
を使用することができる(日本老年医学会雑誌49巻4 号;2012年;419〜424ペ
ージ;神崎恒一著から引用)。
また、特定疾患が悪性上皮性腫瘍(癌)の場合には、病期はUICCのTNM分類(第
7版)等を用いることができる。
例えば、UICCのTNM分類(第7版)大腸癌の場合は以下の表4−1〜表4−3の
ように分類される。
特定疾患が、神経膠腫の場合には、病期は、日本脳神経外科学会が2011年1月11日にWeb
ページ(http://square.umin.ac.jp/neuroinf/medical/204.html)に掲載の、下記のグレ
ードによって分類される。
特定疾患が乳がんの場合には、病期は、例えば大阪大学のWebページ(http://www.med.
osaka-cu.ac.jp/surgical-oncology/detail/nyugan.html)にしたがって、以下のように
0期から4期に分類することができる。
0期:非浸潤癌(癌細胞が乳管や腺房にとどまっているもの。転移をおこすことはほとん
どない。
1期:しこりの大きさが2cm以下で,リンパ節への転移がないもの。
2A期:しこりの大きさが2cm以下で腋のリンパ節の転移がみられるもの。
またはしこりの大きさが2.1〜5cmでリンパ節への転移がないもの。
2B期:しこりの大きさが2.1〜5cmで腋のリンパ節の転移がみられるもの。または
5cm以上のしこりでリンパ節への転移がないもの。
3A期:しこりの大きさが5cm以下で腋のリンパ節が周囲の組織やリンパ節に強く癒着
した状態のもの。しこりの大きさが5cmより大きく腋または胸骨の裏側のリンパ節に転
移がみられるもの。
3B期:しこりの大きさやリンパ節の転移にかかわらず、しこりが皮膚に出てきていたり
、胸壁にがっちりとひっついている状態。
3C期:しこりの大きさにかかわらず,鎖骨上下のリンパ節に転移がある場合。または、
腋と胸骨の裏側のリンパ節の両方に転移がみられるもの。
4期:骨、肺、肝臓等の遠隔臓器に転移がみられる場合。
特定疾患が肺がんの場合には、病期は、国立病院機構大阪医療センターにWebページ
(http://www.onh.go.jp/seisaku/cancer/kakusyu/haig.html#haig_02)に記載の基準に
従って、以下のようにステージI、II、III、IVに分類することができる。
ステージI:肺内に癌が限局しておりリンパ節に転移がないこと。
ステージII:肺内に癌が限局し肺内のリンパ節にのみ転移があるか、
リンパ節に転移ないが癌が直接肺外の切除できる周囲に
拡がっていること。
ステージIII:他の臓器に転移はしていないが、ステージIIより進んだ状態。
ステージIV:他の臓器に転移している場合。
「被験物質」は、本発明において効能及び副作用を評価する対象となる物質である。
また「既存物質」は、本発明実施時に存在している物質である。
「物質」は、特に制限されないが、新規のものであっても公知のものであってもよい。
物質には、例えば化合物;核酸;糖質;脂質;糖タンパク質;糖脂質;リポタンパク質;
アミノ酸;ペプチド;タンパク質;ポリフェノール類;ケモカイン;前記物質の終末代謝
産物、中間代謝産物、及び合成原料物質からなる群から選択される少なくとも一種の代謝
物質;金属イオン;又は微生物等が含まれうる。また、当該物質は、単体でもよいが複数
種の物質が混合した物であってもよい。別の態様としては、医薬品、医薬部外品、薬用化
粧品、食品、特定保健用食品、機能性表示食品及びこれらの候補品等が含まれる。また、
薬事承認のための臨床試験に供されたものの、製品化されなかった物も前記物質に含まれ
る。
本発明において、「標準データ1」とは、被験体の特定疾患の存在、及び/又は病期を
予測するための基準となる器官連関指標因子のデータ群である。より具体的には、「前記
特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官における器官連関指標因子の量(以
下、「陽性対照量1」ともいう)」と「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官
以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(以下、「陰性対照量1」ともい
う)」との関係から、あらかじめ決定された「器官連関指標因子のパターン」の群であり
、好ましくは「陽性対照量1」と「陰性対照量1」との比率(例えば「陽性対照量1」の
値を「陰性対照量1」の値で除した値)から、あらかじめ決定された「器官連関指標因子
のパターン」の群である。より好ましくは前記「器官連関指標因子の量」が「RNAの発
現量」であり、かつ前記「器官連関指標因子のパターン」が「RNAの発現パターン」の
群(本明細書において、「標準データ1a」ともいう)である。また、別の態様として、
より好ましくは、前記「器官連関指標因子の量」が「代謝物質の存在量」であり、かつ前
記「器官連関指標因子のパターン」は「代謝物質の存在パターン」の群(本明細書におい
て、「標準データ1b」ともいう)である。
また、複数種の器官から得られた標準データ1について、それぞれ疾患、又は病期毎に
各器官の間で器官連関指標因子のパターンの相関関係を求め作製された相関マップ(標準
データ1−Map)を標準データ1に代えて使用することもできる。相関マップの作成方
法は、後述する。
また、本発明において、「標準データ2」とは、特定疾患を有する被験体における特定
器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測するための基準となる器
官連関指標因子のデータ群である。より具体的には、「前記特定疾患を有する陽性対照の
前記特定器官以外の器官における器官連関指標因子の量(以下、「陽性対照量2」ともい
う)」と「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官にお
ける器官連関指標因子の量(以下、「陰性対照量2」ともいう)」との関係から、前記の
病期毎に、あらかじめ決定された「器官連関指標因子のパターン」の群であり、好ましく
は「陽性対照量2」と「陰性対照量2」の比率(例えば「陽性対照量2」の値を、「陰性
対照量2」の値で除した値)から、前記特定疾患の病期毎に、あらかじめ決定された「器
官連関指標因子のパターン」の群である。より好ましくは前記「器官連関指標因子の量」
が「RNAの発現量」であり、好ましくは前記「器官連関指標因子のパターン」は「RN
Aの発現パターン」の群(本明細書において、「標準データ2a」ともいう)である。ま
た、別の態様として、より好ましくは、前記「器官連関指標因子の量」が「代謝物質の存
在量」であり、かつ前記「器官連関指標因子のパターン」は「代謝物質の存在パターン」
の群(本明細書において、「標準データ2b」ともいう)である。
標準データ1又は2は、特定疾患の病期毎、各器官又は体液毎、必要に応じて、性別毎
、年齢層毎に取得される。また、各器官連関指標因子のパターンは、特定疾患の病期の情
報、各器官名若しくは体液名、並びに被験体の性別及び年齢等の情報と対応づけられてい
る。
「被験体」とは、本発明の予測方法の適用対象であって、好ましくは上記標準データ1
又は2のパターンを決定した個体と同種である。例えば、標準データのパターンを決定し
た個体がマウスである場合には、被験体としてマウス、ラット又はヒト等を選択しうる。
また、被験体の年齢及び性別を問わないが、標準データ1又は2のパターンを決定した個
体と同じ年齢層及び/又は性別と同じであってもよい。
本発明において、「被験データ」は、被験体から採取された器官の全部又は一部から取
得された各器官連関指標因子のデータである。より具体的には、「前記被験体の前記特定
器官以外の器官における器官連関指標因子の量」と「前記特定疾患を有さない陰性対照の
前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係を表す器
官連関指標因子のパターンである。好ましくは「前記被験体の前記特定器官以外の器官に
おける器官連関指標因子の量」と「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器官以外
の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量」との比率(例えば「前記被験体の前
記特定器官以外の器官における器官連関指標因子の量」の値を「前記特定疾患を有さない
陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量」の値で
除した値)によって示される器官連関指標因子のパターンである。より好ましくは前記「
器官連関指標因子の量」が、「遺伝子の発現量」であり、かつ「器官連関指標因子のパタ
ーン」は「遺伝子の発現パターン」(本明細書において「被験データAともいう」)であ
る。また、別の態様として、より好ましくは前記「器官連関指標因子の量」が、「代謝物
質の存在量」であり、かつ「器官連関指標因子のパターン」は「代謝物質の存在パターン
」(本明細書において「被験データBともいう」)である。
標準データYとは、被験物質の効能又は副作用を予測するための基準となる器官連関指
標因子のデータ群であり、あらかじめ被験データXが取得された器官に対応する器官にお
い取得された器官連関指標因子のデータ群である。標準データYは予め決定されていても
よく、また、被験データを取得する際に同時に取得してもよい。
標準データYの一態様は、「既に機能が知られている器官連関指標因子の量」からあら
かじめ決定された器官連関指標因子のパターン(標準データY1)である。標準データY
の他の態様は、「既存物質が投与された個体の器官における器官連関指標因子の量」と「
陰性対照の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係からあらかじめ決定され
た器官連関指標因子のパターン(標準データY2)である。標準データY2として好まし
くは「既存物質が投与された個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対照の
同一の器官における器官連関指標因子の量」との比(例えば、「既存物質が投与された個
体の器官における器官連関指標因子の量」の値を「陰性対照の同一の器官における器官連
関指標因子の量」の値で除した値である。また、別の態様として、「標準データY」は、
「疾患を有する陽性対照の個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対照の同
一の器官における器官連関指標因子の量」との関係から、あらかじめ決定された器官連関
指標因子のパターン(標準データY3)である。標準データY3として好ましくは「疾患
を有する陽性対照の個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対照の同一の器
官における器官連関指標因子の量」との比(例えば、「疾患を有する陽性対照の個体の器
官における器官連関指標因子の量」の値を「陰性対照の同一の器官における器官連関指標
因子の量」の値で除した値)である。
また、標準データYは、複数種の器官から得られた標準データY2について、各器官の
間で器官連関指標因子のパターンの相関関係を求め作成された相関マップ(標準データY
2−Map)、又は標準データYは、複数種の器官から得られた標準データY3について
、各器官の間で器官連関指標因子のパターンの相関関係を求め作製された相関マップ(標
準データY3−Map)であっても良い。相関マップの求め方は後述する。
被験データXは、被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組織から
得られた各器官における器官連関指標因子のデータ群である。ここで、被験データXは「
前記被験物質が投与された個体の器官における器官連関指標因子の量」であってもよいが
、好ましくは、「前記被験物質が投与された個体の器官における器官連関指標因子の量」
と「陰性対照の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係であり、「前記被験
物質が投与された個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対照の同一の器官
における器官連関指標因子の量」の比率として求めてもよく、さらに好ましくは「前記被
験物質が投与された個体の器官における器官連関指標因子の量」を「陰性対照の同一の器
官における器官連関指標因子の量」で除した値として求めてもよい。
「パターン」には、器官連関指標因子の有無、量、若しくは量の経時的な変化、及び量
とその経時的変化の組み合わせ、好ましくは病期毎の器官連関指標因子の有無、量、若し
くは量の経時的な変化、及び量とその経時的変化の組み合わせが含まれる。好ましくは、
遺伝子の発現の有無、発現量、若しくは発現量の経時的な変化、及び発現量とその経時的
変化の組み合わせである。
本発明において、「ゴールデンスタンダード」とは、公知の検査方法及び/又は診断方
法によって上記特定疾患を有すると、または上記特定疾患を有さないと既に決定されてい
る個体である。ゴールデンスタンダードには、健常個体も含まれる。
本発明において「類似度」とは、被験データと標準データ1とを比較して、又は被験デ
ータXと標準データYを比較して、器官連関指標因子のパターンが類似している度合いを
示す。より具体的には、目視又は統計学的解析等によって求めることができる。
類似度を算出する統計学的解析としては、類似度を算出できる限り特に制限されない。
例えば、被験データと標準データ1をそれぞれ独立した変数として、2群間の相関係数等
の定量化された指標を求めることにより類似度を算出することができる。
具体的には、(1)被験データ、及び標準データ1をそれぞれ一つのベクトルとしたと
き、2つのベクトルが向いている方向の近さを求める方法、(2)被験データに含まれる
器官連関指標因子と、標準データ1に含まれる器官連関指標因子をそれぞれ量の高い方か
ら並べ、その順番の相関を求める方法、(3)被験データの確率分布と標準データ1のそ
れぞれの確率分布を求め、2つの確率分布の擬距離を測る方法、(4)高次元データであ
る被験データ1及び標準データ1を低次元化し、低次元化したデータ間でその距離、相関
を求める方法、(5)標準データ1のガウス分布を求め、得られた被験データのガウス分
布との一致度を定量する方法等を挙げることができる。また、(6)標準データ1をあら
かじめ学習させておくことにより、標準データ1のどのパターンに最も一致するか自動的
に導き出すこともできる。
さらに、前記相関係数等の指標は、被験データの個別の器官連関指標因子と対応する標
準データ1内の個別の器官連関指標因子との間で求めてもよい。
より具体的な態様として、上記(1)の方法としては、例えばピアソンの積率相関を挙
げることができる。この場合、相関係数は、1〜−1の範囲をとり、1に近いほど被験デ
ータと、標準データ1が類似しているということができる。上記(2)の方法としては、
例えば、スピアマンの順位相関、及びケンドールの順位相関を挙げることができる。この
場合、相関係数は、1〜−1の範囲をとり、1に近いほど被験データと、標準データ1が
類似しているということができる。上記(3)の方法としては、例えば、カルバック・ラ
イブラー情報量を挙げることができる。この場合、被験データの確率分布と標準データ1
の確率分布の擬距離が0に近いほど、被験データと標準データ1が類似しているというこ
とができる。上記(4)の方法としては、主成分分析(PCA)、カーネル主成分分析等
を挙げることができる。類似度の指標を被験データと標準データ1の距離で評価する場合
には、その距離が0に近づくほど被験データと標準データ1は類似しているということが
できる。また、被験データと標準データ1の相関係数で評価する場合には、相関係数が1
に近づくほど、被験データと標準データ1は類似しているということができる。上記(5
)の方法として、例えばZ−スコア(Z−score)を挙げることができる。この場合
、zスコアが0に近いほど新しい被験データと標準データ1は類似しているということが
できる。上記(6)の方法として、サポートベクターマシン、k近傍法、ニューラルネッ
トワーク等を挙げることができる。上記方法は、必要に応じて定法を一部改変してもよい
また上記方法によって求められた相関係数は、カイ二乗検定、クラスカルウォリス検定
等でさらに解析してもよい。
例えば、スピアマンのペアワイズ相関を用いてρ値を求めた場合、ρ値が1の時には被
験データと標準データ1が一致していると決定することができ、またρ値が0.55より
大きく1より小さい場合、好ましくは0.65より大きく1より小さい場合、より好まし
くは0.75より大きく1より小さい場合、さらに好ましくは0.85より大きく1より
小さい場合に被験データと標準データ1が類似していると決定することができる。一方、
ρ値が0.8以下の場合、好ましくは0.65以下の場合、さらに好ましくは0.55以
下の場合に標準データ1と被験データが類似していないと決定することができる。
より具体的には、被験体において特定疾患の有無を予測する場合には、ρ値が0.55
より大きく1より小さい場合、好ましくは0.65より大きく1より小さい場合、より好
ましくは0.75より大きく1より小さい場合、さらに好ましくは0.85より大きく1
より小さい場合に被験データと標準データ1が類似していると決定することができる。ま
た、被験体において特定疾患の病期を予測する場合には、ρ値が0.75より大きく1よ
り小さい場合、好ましくは0.85より大きく1より小さい場合に被験データと標準デー
タ1が類似していると決定することができる。
例えば、Z−スコアを用いてz値を求めた場合、z値が0の時には被験データと標準デ
ータ1が一致していると決定することができ、またz値が0±0.5の範囲(但し0をの
ぞく)の場合、好ましくは0±0.35の範囲(但し0をのぞく)の場合、より好ましく
は0±0.2の範囲(但し0をのぞく)の場合、さらに好ましくは0±0.15の範囲(
但し0をのぞく)の場合に被験データと標準データ1が類似していると決定することがで
きる。一方、z値が0±0.15の範囲外の場合、好ましくは0±0.2の範囲外の場合
、より好ましくは0±0.35の範囲外の場合、さらに好ましくは0±0.4の範囲外の
場合、被験データと標準データ1が類似していないと決定することができる。
より具体的には、被験体において特定疾患の有無を予測する場合には、z値が0±0.
35の範囲(但し0をのぞく)の場合、より好ましくは0±0.2の範囲(但し0をのぞ
く)の場合、さらに好ましくは0±0.15の範囲(但し0をのぞく)の場合に被験デー
タと標準データ1が類似していると決定することができる。また、被験体において特定疾
患の病期を予測する場合には、z値が0±0.2の範囲(但し0をのぞく)の場合、好ま
しくは0±0.15の範囲(但し0をのぞく)の場合に被験データと標準データ1が類似
していると決定することができる。
ただし、Zスコアを用いて類似度を求める場合、好ましくは器官から脳、膵臓、精巣、
肺、肝臓、骨格筋は除かれる。また、好ましくは類似度の求め方からはZスコアは除かれ
る。
さらに検討した器官連関指標因子の項目の50%以上が、好ましくは70%以上が、よ
り好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上が、標準データ1と被験データの
間で一致又は類似している場合に、標準データ1のパターンと被験データのパターンが類
似していると決定することができる。一方、検討した器官連関指標因子の項目の50%以
上が、好ましくは70%以上が、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以
上が、標準データ1と被験データの間で一致又は類似していない場合に、標準データ1の
パターンと被験データのパターンが非類似であると決定することができる。
被験データX及び被験データYの類似度についても、被験データXと標準データYとの
相関係数をそれぞれ独立した変数として、上記の方法に従って、2群間の相関係数等の指
標を求めることにより、算出することができる。
標準データ1−Map、標準データY2−Map、標準データY3−Mapの求め方は
以下の通りである。標準データ1−Mapを求める場合には、特定疾患、又はその病期毎
に複数の器官を採取し各器官の器官連関指標因子のパターンを求める(例えば、器官連関
因がRNAである場合、発現量が多い順に遺伝子を並べる)。この各器官のパターン間で
、例えばスピアマンの順位相関を用いて相関係数を求め、各器官間のマップを作成する。
標準データY2−Mapを求める場合には、投与した既存物質毎に複数の器官を採取し各
器官の器官連関指標因子のパターンを求める(例えば、器官連関因がRNAである場合、
発現量が多い順に遺伝子を並べる)。この各器官のパターンを例えばスピアマンの順位相
関を用いて相関係数を求め、各器官間の相関マップを作成する。標準データY3−Map
を求める場合には、各疾患、又はその病期毎に複数の器官を採取し各器官の器官連関指標
因子のパターンを求める(例えば、器官連関因がRNAである場合、発現量が多い順に遺
伝子を並べる)。この各器官のパターン間で、例えばスピアマンの順位相関等を用いて相
関係数を求め、各器官間のマップを作成する。
より具体的には、例えば、疾患モデルiの器官連関指標因子jの器官mと器官lの間の
器官連関指標因子のパターンの相関係数を
とする。また疾患モデルiの個体数をnとす。
このときの疾患モデルiの器官mと器官l間の相関係数は確率モデルp(下式)で表す
ことができる。
(ここで、
は相関係数
のn数の平均、
は相関係数
のサンプル分散である。)
被験データと標準データ1−Mapの間の比較、被験データXと標準データY2−Ma
pの間の比較、及び被験データXと標準データY3−Mapの間の比較は、ベイズ推定、
機械学習メソッド等を使用して行うことができる。
例えば、被験体の複数の器官の器官連関指標因子のパターンを取得し、被験データ、又
は被験データXを取得した被験体の各器官の間の器官連関指標因子のパターンの相関係数
を上記と同様に求める。この値を、
とする。
そのとき各モデルiに対する相関
の尤度
は以下の式で計算される。
この尤度を各モデルiについて計算し、最も尤度が高いモデルiを被験体の状態である
と推測することができる。
比較する器官数が3以上の場合には、疾患モデルと被験体間で2つずつの器官間でそれ
ぞれ尤度を求め、算出された尤度の積をとり、この積が最も高いモデルiを被験体の状態
であると推測してもよい。
被験データと標準データ1−Mapの間の比較、被験データXと標準データY2−Ma
pの間の比較、又は被験データXと標準データY3−Mapの間の比較を行う場合に、ど
の器官連関指標因子を使用するかは特に制限されない。例えば、陽性対照と陰性対照の差
が大きい器官連関指標因子を使用することが好ましい。より具体的には、例えば器官連関
指標因子がRNAである場合には、陽性対照と陰性対照の比が1.5より大きい、又は0
.65未満のRNA、好ましくは2より大きい、又は0.5未満のRNA、より好ましく
は5より大きい、又は0.2未満のRNAである。
なお、上記統計学的解析は、例えば、コンピュータで演算用のプログラムを使用して行
うこともできる。この場合、後述の本発明に係る予測プログラムが統計学的解析を行うた
めの統計解析プログラムのプログラムコードを含んでもよいし、統計解析プログラムとし
て市販の統計解析ソフトを使用してもよい。例えば、StatFlex Ver.6(株
式会社アーテック、日本、大阪)、IBM SPSS Statistics(日本アイ
・ビー・エム株式会社)等の市販の統計解析ソフトを用いて行うことができる。
本明細書において、「1種以上」とは、1種の場合と、複数の場合とを含む。また「複
数」とは、2以上であれば特に制限されないが、好ましくは3以上、より好ましくは5以
上、さらに好ましくは10以上である。
2.器官連関指標因子を抽出するための細胞、若しくは組織、又は体液の採取方法並び
に保存方法、及び器官連関指標因子の抽出方法並びに測定方法
本発明において使用される器官連関指標因子を抽出するための細胞又は組織の採取方法
及びそれらの保存方法は、特に制限されず、器官連関指標因子の種類に応じた公知の方法
にしたがって行うことができる。また、本発明において使用される器官連関指標因子の抽
出方法も、特に制限されず、器官連関指標因子の種類に応じた公知の方法に従って行うこ
とができる。本発明における、器官連関指標因子の測定方法も、器官連関指標因子の量を
測定できる限り特に制限されない。
器官連関指標因子の抽出に供される細胞、若しくは組織、又は体液は特に制限されず、
被験体より穿刺、生検、手術等により採取された細胞又は組織等が含まれる(採取された
細胞又は組織を「検体」とも呼ぶ)。また、当該細胞又は組織は、採取後の新鮮材料であ
ってもよいが、凍結保存等を行ったものでもよい。
本態様においては、特定疾患の病期毎に、疾患が疑われる特定器官より採取された細胞
又は組織、及び特定器官以外の器官より採取された細胞又は組織から行うことができる。
また、当該特定疾患を有さない個体の対応する細胞又は組織から採取することができる。
細胞、組織又は体液を採取する時期は、例えば、特定疾患発症前(正常時)、特定疾患
の発症時、発症後1ヶ月、6ヶ月、1年、2年、3年、5年、10年等から、病期に応じ
て適宜選択することができる。
器官連関指標因子としてRNAを使用する場合、細胞、若しくは組織、又は体液からの
RNA抽出は、採取後速やかに行うか、細胞又は組織を採取後直ちに液体窒素等で凍結し
て、運搬、保存した後行うことが好ましい。
RNAの抽出方法は、特に制限されず、公知の方法を用いて抽出することができる。必
要に応じてオリゴdTプローブ等を使用して精製してもよく、抽出又は精製したRNAか
ら必要に応じて逆転写反応によってcDNAを合成して測定に使用してもよい。RNAの
定性的又は定量的測定(半定量的測定含む)は、遺伝子発現を網羅的に解析可能なマイク
ロアレイを用いる方法、又は細胞内のRNAの絶対量を数えるRNA−Seqで解析する
方法等の公知の方法で行うことができるが、網羅的且つ定量的な解析としては、RNA−
Seqが好ましい。
RNA−Seq等で得られたデータは、公知の方法を使用して解析することができる。
例えば、Illumina HiSeq(イルミナ社)等を使用して解析を行う場合には
、出力されたデータを以下の方法により処理することができる。(1)出力された解析生
データ(画像データ)より、塩基配列のテキストデータを取得する(ベースコール)。(
2)例えば、Chastity等の計算式を用い、クラスターが重なり合い、蛍光純度の
低いクラスターをデータから排除する等の所定のフィルタリングによりデータの選別を行
う(フィルタリング)。(3)各サンプルに付加されたIndex配列情報(特定の塩基
配列情報)により各サンプルデータの振り分けを行う。
RNA−Seq用のシークエンサーから得られたデータファイル(Fastq形式等)
をGalaxy (https://usegalaxy.org/)等にアップロード
する。その後マウスゲノムマップ情報mm9またはmm10に各配列をマッピングするた
めにBowtie2(http://bowtie−bio.sourceforge.
net/bowtie2/index.shtml)等を用いて解析する。Bowtie
2等で得られたBAMファイルをCufflinks (http://cole−tr
apnell−lab.github.io/cufflinks/)等にて解析するこ
とで各遺伝子毎にFPKM(RPKM)を算出する。得られたFPKMのデータはFPK
Mの値が1未満は全て0として、PythonでPair−wise correlat
ion(ρ=1−(6ΣD) / (n−n)を計算し、MeVでヒートマップを作
成する。また、FPKM値を目視で解析してもよい。
必要に応じて、リアルタイムPCR等で発現を確認こともできる。また、mRNAの発
現量は、必要に応じて、GAPDH、β2−ミクログロブリン(β2M)、Maea等の
ハウスキーピングジーンの発現量で補正して、相対発現量で表すことができる。
器官連関指標因子として代謝物質を使用する場合、代謝物質の解析は、ガスクロマトグ
ラフ/質量分析計(GCMS)、キャピラリ電気泳動/質量分析(CEMS)、液体クロ
マトグラフィー/質量分析 (LCMS)、高速液体クロマトグラフィー/誘導結合プラ
ズマ質量分析(HPLC/ICP−MS)、高速液体クロマトグラフィー/イオントラッ
プ型質量分析/飛行時間型質量分析(LCMS−IT−TOF)等の公知方法によって行
うことができる。また、代謝物質は、解析方法に応じて、シリル化、トリメチルシリル化
、メトキシム化、アシル化等の誘導体化を行ってもよい。また、内部標準物質も、公知の
ものを使用することができる。
例えば、GCMSで解析する場合には、細胞や組織からの代謝物質の抽出は、公知の方
法によって行うことができ、特に制限されない。例えば、組織を、水、メタノール、エタ
ノール、クロロホルム若しくはこれらの混合物等の溶媒に入れ、破砕し、さらに、当該溶
媒に内部標準2−イソプロピルリンゴ酸等を加えた溶媒を添加し粗抽出物とする。当該粗
抽出物を水及びクロロホルム等の疎水性溶媒を加えて、水相を精製する。精製された水相
をさらに限外濾過等で精製したものを代謝物質の抽出液として解析に使用する。
抽出液中の代謝物質をメトキシム化及びトリメチルシリル化した後、例えばGCMS−
TQ8030(島津製作所)等を使用し、GC用のキャピラリーカラムとしてDB−5(
30m×内径0.25 mm×膜厚1.00 um) (Agilent Techno
logies)等を使用することができる。ガスクロマトグラフィーの昇温条件は、例え
ば100℃から320℃までを4℃/分の速度で上昇させる条件が挙げられる。注入口温
度は例えば280℃程度とし、キャリアガスにはヘリウム等を用い、これを例えば39.
0cm/秒程度の速度で流すことができる。電子イオン化のエネルギーは150eV程度
、イオン源温度は200℃程度で、スキャンするm/zの範囲は45〜600程度とする
ことができる。サンプルは1μl程度をインジェクションし、下記の条件で測定すること
ができる:
心臓_Split1:25_検出器電圧+0.3kV
脳_Split1:25_検出器電圧+0.2kV
腎臓_Split1:25_検出器電圧+0.3kV
肝臓_Split1:25_検出器電圧+0.3kV
膵臓_Split1:25_検出器電圧+0.3kV
骨格筋_Split1:25_検出器電圧+0.2kV
脂肪組織_Split1:3_検出器電圧+0.2kV
血漿_Split1:10_検出器電圧+0.1kV
脾臓_Split1:25_検出器電圧+0.2kV
肺_Split1:25_検出器電圧+0.3kV
精巣_Split1:10_検出器電圧+0.3kV
胸腺_Split1:25_検出器電圧+0.3kV。
GCMS解析によって得られたデータは、例えばデータ解析ソフトであるGCMS s
olution Ver. 4.20とGCMS代謝成分データベース(島津製作所)等
を用いて検索することができる。代謝物の同定のために、保持試料より推測された保持時
間と少なくとも2つの特異的ピーク(ターゲットイオン、確認イオン)のm/zの存在と
比率を確認する。同定された代謝産物はターゲットイオンのピーク面積を計測し、内部標
準のピーク面積とサンプル量で補正した。その後、補正した測定結果をZ−score(
(サンプルデータ−平均値)/標準偏差)にしてMulti Experiment V
iewer(MeV)でヒートマップを作成することができる。またPythonでPa
ir−wise correlation(ρ=1−[6ΣD]/n(n−1))を
計算し、MeVでヒートマップを作成することができる。さらに、多変量解析ソフトウェ
アSIMCA(Umetrics社)でPCA(Principal componen
t analysis)解析等を行うこともできる。
また、代謝物質をCEMSで解析する場合には、例えば組織を内部標準物質(例えばS
olution ID: 304−1002;HMT)を含む50%アセトニトリル内で
破砕し、破砕後のサンプルを、遠心し、上清を限外濾過後のサンプルを減圧乾燥し、蒸留
水に再溶解し、測定用のサンプルとすることができる。
CE−MSは、例えばAgilent CE−TOFMS system(Agile
nt Technologies 社)を、CE用のキャピラリーカラムには、Fuse
d silica capillary i.d. 50 μm × 80 cmを用い
ることができる。CE−の泳動用バッファーには、カチオン用;Cation Buff
er Solution (p/n : H3301−1001;HMT)、アニオン用
Anion Buffer Solution (p/n : I3302−1023;
HMT)等を用いることができる。
<カチオン側測定条件>
例えば、サンプル注入条件を Pressure injection 50 mba
r, 10 sec、CEの泳動電圧を27kVで電気泳動を行う。電子イオン化のエネ
ルギーを4,000Vとし、スキャンする範囲を50〜1000とすることができる。ま
た、サンプルは、5nl程度をインジェクションすることができる。
CE voltage : Positive, 27 kV
MS ionization : ESI Positive
MS capillary voltage : 4,000 V
MS scan range : m/z 50-1,000
Sheath liquid : HMT Sheath Liquid (p/n : H3301-1020)
<アニオン側測定条件>
例えばサンプル注入条件を Pressure injection 50 mbar
, 25 sec、CEの泳動電圧を30kVで電気泳動を行う。電子イオン化のエネル
ギーを3,500Vとし、スキャンする範囲を50〜1000とすることができる。サン
プルは、5nl程度をインジェクションすることができる。
CE voltage : Positive, 30 kV
MS ionization : ESI Negative
MS capillary voltage : 3,500 V
MS scan range : m/z 50-1,000
Sheath liquid : HMT Sheath Liquid (p/n : H3301-1020)
検出されたピークは、自動積分ソフトウェアのMasterHands ver.2.
16.0.15(慶應義塾大学開発)を用いて、シグナル/ノイズ (S/N) 比が3
以上のピークを自動抽出し、質量電荷比 (m/z)、ピーク面積値、泳動時間 (M
igration time: MT)を用いて代謝物の同定を行うことができる。同定
された代謝産物はターゲットイオンのピーク面積を計測し、内部標準のピーク面積とサン
プル量で補正することができる。
上記方法により得られた器官連関指標因子の量は、特定疾患の病期毎、器官若しくは体
液毎、個体の種別毎、個体の年齢層毎、及び/又は個体の性別毎に各器官関連指標因子の
パターンとして装置の記憶部又は当該装置とは別の記憶部を有する装置に記憶させ使用す
ることができる。
3.データベース
前記標準データ1、2、又はYを記録したものをデータベースと呼ぶ。当該データベー
スからは、特定疾患の病期の情報、及び/又は各器官名、若しくは体液名から、該当する
標準データ1又は2の器官連関指標因子のパターンを検索し器官連関指標因子のパターン
を抽出することができる。
標準データ1、2、又はYに使用されるデータとしては、個体の器官より採取された細
胞、若しくは組織、又は体液から、器官連関指標因子を抽出し、これらを定性的又は定量
的に解析した結果が挙げられる。
器官連関指標因子の抽出は、疾患の病期毎に、疾患が疑われる器官より採取された細胞
、若しくは組織、又は体液、及びそれ以外の器官より採取された細胞又は組織から行うこ
とができる。また、当該特定疾患を有さない個体の対応する細胞又は組織から採取するこ
とができる。
細胞、組織又は体液を採取する時期は、例えば、特定疾患発症前(正常時)、特定疾患
発症時、発症後1時間、6時間、1日、1週間、1ヶ月、6ヶ月、1年、2年、3年、5
年、10年等から、疾患に応じて適宜選択することができる。
ここで、上記「2.器官連関指標因子を抽出するための細胞又は組織の採取方法並びに
保存方法、及び器官連関指標因子の抽出方法並びに測定方法」の記載は、当項に援用され
る。上記2.の方法に従って、器官連関指標因子を抽出及び定性的又は定量的に測定し、
器官連関指標因子の量をデータとして取得する。
得られたデータは、疾患毎、器官若しくは体液毎、病期毎、個体の種別毎、個体の年齢
層毎、及び/又は個体の性別毎に装置の記憶部又は当該装置とは別の記憶部を有する装置
に記憶させ使用することができる。
次に、上記で得られたデータから、標準データのパターンを決定し、標準データのパタ
ーンを、以下に説明するように本発明(Reverse iOrgans、Forwar
d iOrgans、D−iOgans)に使用する。
4.Reverse iOrgans
4−1.概要
本態様においては、被験体の特定器官以外の器官由来の器官連関指標因子のパターンか
ら、被験体の特定疾患の存在、及び/又は病期を予測する。具体的には、上記2.に記載
の測定方法を実施することによって取得される、特定器官以外の1種以上の器官由来の細
胞又は組織から得られた各器官における器官連関指標因子の被験データと、あらかじめ決
定された対応する器官連関指標因子の標準データ1とを比較して、器官連関指標因子のパ
ターンの類似度を算出し、当該類似度を指標にして、特定疾患の存在、及び/又は病期を
予測する。より具体的には、工程(1):前記被験体の特定器官以外の1種以上の器官由
来の細胞又は組織から得られた各器官における器官連関指標因子の被験データを取得する
工程、工程(2):前記工程(1)で取得された被験データを、あらかじめ決定された対
応する器官連関指標因子の標準データ1と比較して、器官連関指標因子のパターンの類似
度を算出する工程、及び工程(3):前記工程(2)において算出された器官連関指標因
子のパターンの類似度が「類似している」と決定された場合に、前記被験体が前記標準デ
ータ1に対応する特定疾患を有する、及び/又は前記被験体が特定疾患の前記標準データ
1に対応する病期であると決定する工程を含む。ここで前記工程(3)は、前記工程(2
)で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標にして、特定器官の疾患の存在
、及び/又は病期を予測する工程と読み替えることもできる。また、上記特定器官以外の
器官は複数種であってもよい。つまり、(1’)前記被験体の特定器官以外の複数種の器
官由来の細胞又は組織から得られた複数種の器官におけるそれぞれの器官連関指標因子の
被験データを取得し、(2’)前記(1’)で取得されたそれぞれの被験データを、あら
かじめ決定された対応するそれぞれの器官における器官連関指標因子の標準データ1と比
較して、それぞれの被験データについてそれぞれの標準データ1との器官連関指標因子の
パターンの類似度を算出し、(3’)工程(2’)において算出されたそれぞれの器官連
関指標因子のパターンの類似度が「類似している」と決定された場合に、前記被験体が前
記標準データ1に対応する特定疾患を有する、及び/又は前記被験体が特定疾患の前記標
準データ1に対応する病期であると決定してもよい。この場合、それぞれの器官における
被験データと特定器官以外の複数種の器官の標準データ1との類似度の算出は、各器官の
標準データ1毎に順次行っても良いが、同時に特定器官以外の複数種器官について同時に
特定疾患の存在、及び/又は病期を予測しても良い。好ましくは同時である。
工程(1)は、実際に上記2.に記載の測定方法を実施することによって被験データを
取得する態様であっても、既に取得された被験データを、さらに後述する予測装置等に取
り込む態様であってもよい。工程(2)における標準データ1と被験データの類似度の算
出方法、及び工程(3)における標準データ1と被験データが「類似している」か否かの
決定方法は、上記「1.用語の説明」に記載の方法にしたがって行うことができる。ここ
で、工程(1)と工程(2)は、必ずしも同一機関において連続して行う必要はなく、例
えば、工程(1)で取得された被験データを、第三者機関に送り工程(2)以降を実施し
てもよい。
また、本態様は、さらに工程(1)の前に、工程(i)被験体の特定器官以外の器官よ
り採取された細胞又は組織から、器官連関指標因子を抽出する工程、及び工程(ii)(
i)で抽出した器官連関指標因子の量を測定する工程を含んでもよい。この場合も、工程
(i)と工程(ii)を連続して行う必要はなく、例えば、工程(i)で取得された器官
連関指標因子を、第三者機関に送り工程(ii)を実施してもよい。また、工程(ii)
と工程(1)も専属して行う必要はなく、工程(ii)で取得された器官連関指標因子の
測定結果を、第三者機関に送り工程(1)以降を実施してもよい。
ここで、標準データ1と被験データの類似度の算出方法及び、標準データ1と被験デー
タが類似していると決定する方法については、上記「1.用語の説明」に記載したとおり
である。
また、本態様は、上記工程(1)から(2)を含み、工程(2)からその情報を取得す
る工程を含む、被験体の特定疾患の存在、及び/又は病期を予測するために器官連関指標
因子のパターンの類似度の情報を取得する方法も別態様として含む。
4−2.システム構成
図8は、本発明の第1の態様に係るシステム100の概観図であり、図9は、システム
100のハードウェア構成を示すブロック図である。システム100は予測装置1と、入
力部4と、表示部5と、装置6と、を備える。
予測装置1は、例えば汎用のパーソナルコンピュータで構成されており、後述するデー
タ処理を行うCPU101と、データ処理の作業領域に使用するメモリ102と、処理デ
ータを記録する記録部103と、各部の間でデータを伝送するバス104と、外部機器と
のデータの入出力を行うインタフェース部105(以下、I/F部と記す)とを備えてい
る。入力部4および表示部5は、予測装置1に接続されており、入力部4は、キーボード
等で構成され、表示部5は、液晶ディスプレイ等で構成されている。入力部4と表示部5
とは、一体化されてタッチパネル付き表示装置として実現されてもよい。なお、予測装置
1は一体の装置である必要はなく、CPU101、メモリ102、記録部103等が別所
に配置され、これらがネットワークで接続されていてもよい。また、入力部4や表示部5
を省略した操作者を必要としない装置であってもよい。
また、予測装置1と、装置6とについても、一カ所に配置される必要は必ずしもなく、
別所に設けられた装置間をネットワークで通信可能に接続した構成でもよい。
以下の説明においては、特に断らない限り予測装置1が行う処理は、予測プログラムに
基づいて、実際には予測装置1のCPU101が行う処理を意味する。CPU101はメ
モリ102を作業領域として必要なデータ(処理途中の中間データ等)を一時記憶し、記
録部103に演算結果等の長期保存するデータを適宜記録する。
装置6は、RNA−Seq法によってmRNAの発現量を測定するための装置、又は質
量分析によって代謝物質の存在量を測定するための装置であり、解析部61を備える。R
NA−Seq用の反応を行ったサンプルを解析部61にセットし、解析部61内で、塩基
配列の解析をおこなう。
装置6は、有線または無線によって予測装置1に接続されており、mRNAの測定値を
A/D変換して、デジタルデータとして予測装置1に送信する。これにより、予測装置1
は、mRNAの測定値を、演算処理可能なデジタルデータとして取得することができる。
本態様では、装置6からのデジタルデータを「器官連関指標因子の被験データ」または、
単に「被験データ」と称する。
4−3.予測装置
本発明は、第1の態様として、下記の演算手段を有する、被験体の特定疾患の存在、及
び/又は病期を予測する予測装置を含む:
前記被験体の特定器官以外の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器官に
おける器官連関指標因子の被験データを取得する被験データ取得手段、
前記被験データと、あらかじめ決定された対応する器官連関指標因子の標準データとを
比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出するパターン類似度算出手段、及

前記パターン類似度算出手段で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
して、特定疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測手段。
ここで、標準データ1と被験データの類似度の算出方法及び、標準データ1と被験デー
タが類似していると決定する方法については、上記「1.用語の説明」に記載したとおり
である。
本態様では、上記予測装置として予測装置1を備えたシステム100(図8および図9
)によって、被験体において特定疾患の存在、及び/又は病期を予測することができる。
図10は、本発明の第1の態様に係る予測装置1の機能を説明するためのブロック図で
ある。予測装置1は、被験データ取得部11と、パターン類似度算出部12と、予測部1
3とを備える。これらの機能ブロックは、本発明に係る予測プログラムを予測装置1の記
録部103またはメモリ102にインストールし、これらのプログラムをCPU101が
実行することにより実現される。これにより、予測装置1は、後述する「4−5.予測方
法」に記載の予測方法を実行する。なお、請求の範囲に記載の被験データ取得手段、パタ
ーン類似度算出手段および予測手段が、図9に示す被験データ取得部11、パターン類似
度算出部12および予測部13にそれぞれ対応する。
言い換えると、予測装置1は、CPU101により下記の演算機能を実行する、被験体
の特定疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測装置である:
前記特定器官以外の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器官における器
官連関指標因子の被験データを取得する被験データ取得機能、
前記被験データ取得機能が取得した被験データと、あらかじめ決定された対応する器官
連関指標因子の標準データ1とを、比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算
出するパターン類似度算出機能、及び
前記パターン類似度算出機能で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
して、特定疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測機能。
本態様では、被験データ取得部11が、装置6において測定された器官連関指標因子の
被験データM4を装置6から取得する。また、標準データD1(標準データ1)は予測装
置1の外部に記録されており、例えばインターネットを介して予測装置1に取り込まれる
なお、被験データM4もネットワークを介して第三者機関(図示せず)から予測装置1
に取り込まれてもよい。また、前記被験データM4および標準データD1(標準データ1
)は、予測装置1の記録部103またはメモリ102に予め記録されていてもよい。
パターン類似度算出部12は、被験データM4と標準データD1(標準データ1)とを
比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出する。予測部13は、パターン類
似度算出部12で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標にして、特定疾患
の存在、及び/又は病期を予測する。パターン類似度算出部12及び予測部13は、後述
する「4−5.予測方法」に記載の本発明の第1の態様に係る予測方法のパターン類似度
算出工程及び予測工程をそれぞれ実行する機能ブロックであり、それらの演算処理の具体
的内容は、「4−5.予測方法」において図11を参照して説明する。
また、被験データ取得部11、パターン類似度算出部12および予測部13の各機能ブ
ロックは、単一のCPUで実行されることは必ずしも必要なく、複数のCPUで分散して
処理されてもよい。たとえば、被験データ取得部11の機能は第1のコンピュータのCP
Uにより実行され、パターン類似度算出部12および予測部13の機能は別の第2のコン
ピュータのCPUにより実行されるというような構成であってもよい。
4−4.予測プログラム
また、予測装置1は、以下の図11で説明するステップS11〜S16の処理を行うた
めに、本発明に係る予測プログラムを、例えば実行形式(例えばプログラミング言語から
コンパイラにより変換されて生成される)で記録部103に予め記録しており、予測装置
1は、記録部103に記録した予測プログラムを使用して処理を行う。
すなわち、本発明の第1の態様に係る予測プログラムは、コンピュータに実行させたと
きに、被験体における特定疾患の存在、及び/又は病期を予測するための下記の処理を当
該コンピュータに実施させる予測プログラムである:
前記特定器官以外の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器官における器
官連関指標因子の被験データを取得する被験データ取得処理、
前記被験データ取得処理で取得された被験データと、あらかじめ決定された対応する器
官連関指標因子の標準データ1とを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算
出するパターン類似度算出処理、及び
前記パターン類似度算出処理で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
して、特定疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測処理。
本態様では、図9に示すように、上記予測プログラムは、CD−ROM等の、コンピュ
ータ読み取り可能であって一時的でない有形の記録媒体109に記録されており、記録媒
体109から、予測装置1にインストールされる。あるいは、予測装置1をインターネッ
ト(図示せず)と接続し、インターネットを介して上記予測プログラムのプログラムコー
ドをダウンロードしてもよい。また、上記の演算処理をコンピュータに実施させるため、
本発明に係る予測プログラムを記録部103またはメモリ102に格納された他のプログ
ラムとリンクさせてもよい。例えば、予測プログラムを上記「1.用語の説明」で述べた
統計解析ソフトとリンクさせ、当該統計解析ソフトを利用してパターン類似度演算処理を
実施してもよい。
上記被験データ取得処理は、予測装置1が上記予測プログラムを実行することによって
実現される被験データ取得部11が実施する演算処理に対応する。また、上記予測処理は
、予測装置1が上記予測プログラムを実行することによって実現される予測部12が実施
する演算処理に対応する。
4−5.予測方法
本発明の第1の態様に係る予測装置1は、本発明の第1の態様に係る予測方法を実行す
る。本発明の第1の態様に係る予測方法は、下記の工程を有する、被験体において特定疾
患の存在、及び/又は病期を予測する方法である:
前記特定器官以外の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器官における器
官連関指標因子の被験データと、あらかじめ決定された対応する器官連関指標因子の標準
データ1とを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出するパターン類似度
算出工程、及び
前記パターン類似度算出工程で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
して、特定疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測工程。
図11は、本発明の第1の態様に係る予測装置1が上記の予測方法を実行するために行
うデータ処理の順序を示すフローチャートである。なお、図10に示す被験データ取得部
11、パターン類似度算出部12、および予測部13により、図11に示すステップS1
1からS16の処理がそれぞれ実行される。
ステップS11では、被験データ取得部11が被験データM4を取得する。被験データ
M4は、被験体の特定器官以外の1種類以上の器官由来の細胞又は組織から得られた、各
器官における器官連関指標因子のパターンであり、装置6から予測装置1に送信される。
ステップS12では、パターン類似度算出部12が、取得した被験データM4と標準デ
ータD1(標準データ1)とを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出す
る。類似度の算出方法及び「類似している」か否かの決定方法は、上記「1.用語の説明
」に記載した通りである。なお、上記「4−4.予測プログラム」に記載の予測プログラ
ムは、パターン類似度算出部12による演算処理を予測装置1のCPU101に実施させ
るプログラムのプログラムコードを含んでもよいし、例えば、上記「1.用語の説明」で
述べた統計解析ソフトとリンクすることにより、当該統計解析ソフトを利用してパターン
類似度算出部12による演算処理をCPU101に実施させてもよい。
ステップS14では、予測部13が、ステップS12にて得られた類似度を指標にして
、特定疾患の存在又は病期を予測する。具体的には、類似度が「類似している」である場
合(ステップ13においてYES)、ステップS14において予測部13は、前記被験体
が標準データD1(標準データ1)の中で被験データM4に類似するパターンに対応する
特定疾患が存在する/又は被験体が標準データD1(標準データ1)に対応する特定疾患
の病期であると決定する。
また、ステップS12にて得られた類似度が「類似していない」である場合、(ステッ
プ13においてNO)、ステップS16において予測部13は、前記被験体が標準データ
D1(標準データ1)に対応する特定疾患が存在しない/又は被験体が標準データD1(
標準データ1)に対応する特定疾患の病期ではないと決定する。
ステップS15では、予測部13が前記ステップS14、又は16で決定した結果を予
測結果のデータをして出力する。本態様では、予測結果が表示部5に表示されるとともに
、予測結果のデータが予測装置1内の記録部103に記録される。なお、予測結果を表示
部5に表示する代わりに、インターネットを介して接続された、予測装置1の外部の例え
ば第三者機関におけるコンピュータ端末の表示部に表示してもよい。
各ステップの具体的な手順は、上記「4−1.概要」の記載に準ずる。
5.Forward iOrgans
5−1.概要
本態様においては、特定器官に疾患を有する被験体における当該特定器官以外の1種以
上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する。具体的には、被験体の診断結果から
得られる、前記被験体における前記特定器官の疾患の病期の情報に基づいて、特定器官に
疾患を有する被験体における当該特定器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又
は病期を予測する。工程(i)前記被験体の診断結果から、前記被験体における前記特定
器官の疾患の病期の情報を取得する工程、工程(ii)前記工程(i)で取得された前記
病期の情報と、標準データ2を照合する工程、(iii)前記工程(ii)で取得された
照合結果に基づいて、標準データ2の中から前記病期の情報と対応する特定器官の疾患の
病期の標準データαを決定し、前記被験体の病期に対応する前記被験体における特定器官
以外の1種以上の器官の器官連関指標因子のパターンを標準データαの中から抽出する工
程、工程(iv)前記工程(iii)で抽出された器官連関指標因子のパターンを公知の
疾患、及び/又は前記疾患の病期における器官連関指標因子の情報と照合して、前記被験
体の特定器官以外の器官の器官連関指標因子のパターンに対応する前記特定器官以外の器
官の疾患及び/又は当該疾患の病期を決定する工程、及び工程(v)前記工程(iv)に
おいて決定された前記特定器官以外の器官の疾患を、前記被験体が罹患している可能性の
ある疾患であると、さらに決定する工程、及び/又は前記工程(iv)において決定され
た前記特定器官以外の器官の疾患の病期を、前記被験体が罹患している疾患の病期である
とさらに決定する工程を含む。ここで、前記工程(iv)及び(v)を合わせて、「工程
(iv’)前記工程(iii)で得られた器官連関指標因子のパターンを指標にして、前
記特定器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する工程」とする
こともできる。ここで、特定器官以外の器官は複数種であってもよい。つまり、(iv’
’)前記工程(iii)において決定された標準データαの中から抽出された前記被験体
における特定器官以外の複数種の器官の器官連関指標因子のパターンを、公知の疾患、及
び/又は前記疾患の病期における器官連関指標因子の情報と照合して、前記被験体の特定
器官以外の複数の器官の器官連関指標因子のパターンに対応する前記特定器官以外の複数
種の器官の疾患及び/又は当該疾患の病期を決定し、(v’’)前記工程(iv’’)に
おいて決定された前記特定器官以外の複数種の器官の疾患を、前記被験体が罹患している
可能性のある疾患であると、さらに決定し、及び/又は前記工程(iv’’)において決
定された前記特定器官以外の複数種の器官の疾患の病期を、前記被験体が罹患している疾
患の病期であるとさらに決定してもよい。
工程(i)において被験体の診断結果は、医師等が検査結果、医療面接等に基づいて導
き出した診断結果である限り制限されない。当該診断結果は、紙媒体のカルテ等から得ら
れる情報であってよいし、電子カルテ等から抽出される電子データであってもよい。工程
(i)では、被験体の診断結果に基づいて、被験体の特定器官の疾患の病期の情報を、口
頭、書面、又はデジタル情報等として取得する。つまり、被験体の特定器官の疾患の病期
の情報は、当該被験体が、特定器官の疾患のいずれの病期であるか、という情報である。
工程(ii)における、工程(i)で取得された病期の情報と標準データ2の照合は、
例えば、前記病期の名称と標準データ2の各器官連関指標因子のパターンに付されている
特定器官の疾患の病期の名称が一致するか否かを照合する。この照合は、目視で行っても
よく、例えばMicrosoft(登録商標) Excel(マイクロソフト社)、Mi
crosoft(登録商標) Access(マイクロソフト社)等のデータベースソフ
ト上で、当該ソフトの検索機能、又はフィルタリング機能等を使用して行ってもよい。
工程(iii)では、前記工程(ii)で行われた照合により前記被験体の特定器官の
疾患の病期の名称に関連づけられた器官連関指標因子のパターンを抽出する。抽出された
器官連関指標因子のパターン群を標準データαと決定する。さらに、この標準データαに
含まれる各器官連関指標因子のパターンに関連づけられた器官の名称から、特定器官以外
の少なくとも一種の器官を選択し、当該器官の器官連関指標因子のパターンを抽出する。
特定器官以外の少なくとも一種の器官の選択、及び当該器官の器官連関指標因子のパター
ンの抽出は、目視で行ってもよいが、前記データベースソフト上で、当該ソフトの検索機
能、又はフィルタリング機能等を使用して行ってもよい。ここで抽出された器官連関指標
因子のパターン群がRNAの発現パターン群である場合の標準データαを「標準データα
1」と称する場合がある。また、ここで抽出された器官連関指標因子のパターン群が代謝
物質の存在パターン群である場合の標準データαを「標準データα2」と称する場合があ
る。
工程(iv)では、抽出された当該器官の器官連関指標因子のパターンと、公知の疾患
に関する情報のデータベース(例えば、DPCデータベース(日本厚生労働省提供)、P
ubMed(National Center for Biotechnology
Information提供)、Embase(Elsevier社提供)、コクラン・
ライブラリー(Cochrane)等;以下、「疾患情報データベース」ともいう)に記
録された疾患、及び/又は前記疾患の病期における器官連関指標因子の情報との類似度を
算出して類似度を決定する。続いて疾患情報データベースに記録された器官連関指標因子
と当該器官における器官連関指標因子のパターンの全部又は一部とが「類似している」と
判定された疾患名又は疾患の病期名を抽出する。当該器官における器官連関指標因子のパ
ターンと前記公知の情報が類似するか否かは、上記「1.用語の説明」に記載の類似度の
決定方法に従って、決定することができる。続いて、前記特定器官以外の器官に前記抽出
された疾患が存在していると、又は前記特定器官以外の器官が前記抽出された疾患の病期
であると決定することができる。また、当該決定工程では、公知の健常個体における器官
連関指標因子の情報と当該器官の器官連関指標因子のパターンを照合して、当該器官が正
常であると決定することができる。
工程(v)では、工程(iv)において決定された前記特定器官以外の器官の疾患及び
/又は当該疾患の病期を、前記被験体が罹患している可能性のある疾患であると、及び/
又は当該疾患の病期であるとさらに決定する。上記工程(iv)において、決定された疾
患が複数である場合には、当該器官の器官連関指標因子のパターンとの類似度が高い疾患
を前記被験体が罹患している可能性のある疾患であると決定することができる。上記工程
(iv)において、決定された疾患の病期が複数である場合には、当該器官の器官連関指
標因子のパターンとの類似度が高い疾患の病期を前記被験体が罹患している可能性のある
疾患の病期であると決定することができる。
また、本態様は、上記工程(i)から(iii)を含み、さらに上記工程(iv)に代
えて、工程(iv’)前記工程(iii)で抽出された器官連関指標因子のパターンを公
知の疾患、及び/又は前記疾患の病期における器官連関指標因子の情報と照合して、前記
被験体の特定器官以外の器官の器官連関指標因子のパターンに対応する前記特定器官以外
の器官の疾患の存在及び/又は当該疾患の病期の情報を取得する工程を含む、特定器官に
疾患を有する被験体における当該特定器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又
は病期を予測するための情報の取得方法とすることもできる。抽出された器官連関指標因
子のパターンを公知の疾患、及び/又は前記疾患の病期における器官連関指標因子の情報
と照合する工程は上記工程(iv)に準ずる。
5−2.システム構成
図12は、本発明の第2の態様に係るシステム110の概観図であり、図13は、シス
テム110のハードウェア構成を示すブロック図である。システム110は予測装置2と
、入力部4と、表示部5と、を備える。
予測装置2は、例えば汎用のパーソナルコンピュータで構成されており、後述するデー
タ処理を行うCPU101と、データ処理の作業領域に使用するメモリ102と、処理デ
ータを記録する記録部103と、各部の間でデータを伝送するバス104と、外部機器と
のデータの入出力を行うインタフェース部105(以下、I/F部と記す)とを備えてい
る。入力部4および表示部5は、予測装置2に接続されており、入力部4は、キーボード
等で構成され、表示部5は、液晶ディスプレイ等で構成されている。入力部4と表示部5
とは、一体化されてタッチパネル付き表示装置として実現されてもよい。なお、予測装置
2は一体の装置である必要はなく、CPU101、メモリ102、記録部103等が別所
に配置され、これらがネットワークで接続されていてもよい。また、入力部4や表示部5
を省略した操作者を必要としない装置であってもよい。
以下の説明においては、特に断らない限り予測装置2が行う処理は、予測プログラムに
基づいて、実際には予測装置2のCPU101が行う処理を意味する。CPU101はメ
モリ102を作業領域として必要なデータ(処理途中の中間データ等)を一時記憶し、記
録部103に演算結果等の長期保存するデータを適宜記録する。
以上のように、システム110の予測装置2、入力部4および表示部5の各ハードウェ
ア構成は、図7に示すシステム100の予測装置2、入力部4および表示部5と同一であ
ってもよい。
5−3.予測装置
本発明は、第2の態様として、下記の演算手段を有する、特定疾患を有する被験体にお
ける当該特定器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測装
置を含む:
前記被験体における前記特定器官の疾患の病期の情報を取得する病期情報取得手段、
前記病期情報取得手段が取得した病期の情報と、標準データ2とを照合する病期情報照
合手段、
前記病期情報照合手段で得られた結果から、前記被験体における前記特定器官以外の1
種以上の器官の器官連関指標因子のパターンを抽出するパターン抽出手段、及び
前記パターン抽出手段で得られた器官連関指標因子のパターンを指標にして、前記特定
器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測手段。
本態様では、上記予測装置として上記「5−2.システム構成」に記載の予測装置2を
備えたシステム110(図12および図13)によって、被験体の特定器官の疾患の存在
、及び/又は病期を予測することができる。
図14は、本発明の第2の態様に係る予測装置2の機能を説明するためのブロック図で
ある。予測装置2は、病期情報取得部21と、病期情報照合部22と、パターン抽出部2
3と、予測部24とを備える。これらの機能ブロックは、本発明に係る予測プログラムを
予測装置2の記録部103またはメモリ102にインストールし、これらのプログラムを
CPU101が実行することにより実現される。これにより、予測装置2は、後述する「
5−5.予測方法」に記載の予測方法を実行する。なお、請求の範囲に記載の病期情報取
得手段、病期情報照合手段、パターン抽出手段および予測手段が、図14に示す病期情報
取得部21、病期情報照合部22、パターン抽出部23および予測部24にそれぞれ対応
する。
言い換えると、予測装置2は、CPU101により下記の演算機能を実行する、特定器
官に疾患を有する被験体における当該特定器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び
/又は病期を予測する予測装置である:
前記被験体における前記特定器官の疾患の病期の情報を取得する病期情報取得機能、
前記病期情報取得機能が取得した病期の情報と、標準データ2とを照合する病期情報照
合機能、
前記病期情報照合機能で得られた結果から、前記被験体における前記特定器官以外の1
種以上の器官の器官連関指標因子のパターンを抽出するパターン抽出機能、及び
前記パターン抽出機能で得られた器官連関指標因子のパターンを指標にして、前記特定
器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測機能。
本態様では、例えば、ユーザが入力部4を操作することによって、被験体における特定
器官の疾患(特定疾患)のいずれの病期であるかという情報を入力する。病期情報取得部
21は、入力された前記特定疾患の病期の情報(特定疾患病期情報)を取得する。標準デ
ータD1(標準データ2)および疾患情報データベースD2は予測装置2の外部に記録さ
れており、例えばインターネットを介して予測装置2に取り込まれる。
なお、これら標準データD1(標準データ2)および疾患情報データベースD2は予測
装置2の記録部103またはメモリ102に予め記録されていてもよい。
病期情報照合部22は、病期情報取得部21が取得した特定疾患病期と、標準データD
1(標準データ2)とを照合し、パターン抽出部23は、病期情報照合部22で得られた
結果から、前記被験体における前記特定器官以外の1種以上の器官の器官連関指標因子の
パターンを抽出する。予測部24は、パターン抽出部23で得られた器官連関指標因子の
パターンを指標にして、前記特定器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病
期を予測する。病期情報照合部22、パターン抽出部23及び予測部24は、後述する「
5−5.予測方法」に記載の本発明の第2の態様に係る予測方法の病期情報照合工程、パ
ターン抽出工程及び予測工程をそれぞれ実行する機能ブロックであり、それらの演算処理
の具体的内容は、「5−5.予測方法」において図15を参照して説明する。
また、病期情報取得部21、病期情報照合部22、パターン抽出部23および予測部2
4の各機能ブロックは、単一のCPUで実行されることは必ずしも必要なく、複数のCP
Uで分散して処理されてもよい。たとえば、病期情報取得部21の機能は第1のコンピュ
ータのCPUにより実行され、病期情報照合部22、パターン抽出部23および予測部2
4の機能は別の第2のコンピュータのCPUにより実行されるというような構成であって
もよい。
5−4.予測プログラム
また、予測装置2は、以下の図15で説明するステップS21〜S29の処理を行うた
めに、本発明に係る予測プログラムを、例えば実行形式で記録部103に予め記録してお
り、予測装置2は、記録部103に記録した予測プログラムを使用して処理を行う。
すなわち、本発明の第2の態様に係る予測プログラムは、コンピュータに実行させたと
きに、特定器官に疾患を有する被験体における当該特定器官以外の1種以上の器官の疾患
の存在、及び/又は病期を予測するための下記の処理を当該コンピュータに実施させる予
測プログラム:
前記被験体における前記特定器官の疾患の病期の情報を取得する病期情報取得処理、
前記病期情報取得処理で取得された病期の情報と、標準データ2とを照合する病期情報
照合処理、
前記病期情報照合処理で得られた結果から、前記被験体における前記特定器官以外の1
種以上の器官の器官連関指標因子のパターンを抽出するパターン抽出処理、及び
前記パターン抽出処理で得られた器官連関指標因子のパターンを指標にして、前記特定
器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測処理。
本態様では、図13に示すように、上記予測プログラムは、CD−ROM等の、コンピ
ュータ読み取り可能であって一時的でない有形の記録媒体109に記録されており、記録
媒体109から、予測装置2にインストールされる。あるいは、予測装置2をインターネ
ット(図示せず)と接続し、インターネットを介して上記予測プログラムのプログラムコ
ードをダウンロードしてもよい。また、上記の演算処理をコンピュータに実施させるため
、本発明に係る予測プログラムを、記録部103またはメモリ102に格納された他のプ
ログラムとリンクさせてもよい。例えば、予測プログラムを上記「5−1.概要」で述べ
た市販のデータベースソフトとリンクさせ、当該データベースソフトを利用して病期情報
照合処理及びパターン抽出処理を実施してもよい。
上記病期情報取得処理は、予測装置2が上記予測プログラムを実行することによって実
現される病期情報取得部21が実施する演算処理に対応する。また、上記病期情報照合処
理は、予測装置2が上記予測プログラムを実行することによって実現される病期情報照合
部22が実施する演算処理に対応する。また、上記パターン抽出処理は、予測装置2が上
記予測プログラムを実行することによって実現されるパターン抽出部23が実施する演算
処理に対応する。また、上記予測処理は、予測装置2が上記予測プログラムを実行するこ
とによって実現される予測部24が実施する演算処理に対応する。
5−5.予測方法
本発明の第2の態様に係る予測装置2は、本発明の第2の態様に係る予測方法を実行す
る。本発明の第2の態様に係る予測方法は、下記の工程を有する、特定器官に疾患を有す
る被験体における当該特定器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予
測する方法である:
前記被験体における前記特定器官の疾患の病期の情報を取得する病期情報取得工程、
前記病期情報取得処理で取得された病期と、標準データ2とを照合する病期情報照合工
程、
前記病期情報照合工程で得られた照合結果から、前記被験体における特定器官以外の1
種以上の器官の器官連関指標因子のパターンを抽出するパターン抽出工程、及び
前記パターン抽出処理で得られた器官連関指標因子のパターンを指標にして、特定器官
以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測工程。
図15は、本発明の第2の態様に係る予測装置2が上記の予測方法を実行するために行
うデータ処理の順序を示すフローチャートである。なお、図14に示す病期情報取得部2
1、病期情報照合部22、パターン抽出部23、および予測部24により、図15に示す
ステップS21からS29の処理がそれぞれ実行される。
ステップS21では、病期情報取得部21が病期の情報を取得する。病期の情報は、特
定器官の疾患のいずれの病期であるかという情報であり、例えば入力部4による操作によ
って病期情報取得部21が取得する。病期の情報を取得する態様はこれに限らず、病期の
情報は、電子カルテから、又は外部とのデータ通信などの任意の方法で予測装置2の記録
部103に記録されればよい。
ステップS22では、病期情報照合部22が病期の情報と標準データD1(標準データ
2)と照合する。次に、ステップS23において、パターン抽出部23が、ステップS2
2での照合結果に基づいて、標準データD1(標準データ2)の中から、前記病期の情報
と対応する特定器官の疾患の病期の標準データαを決定し、前記被験体の病期に対応する
前記被験体における特定器官以外の1種以上の器官の器官連関指標因子のパターンを標準
データαの中から抽出する。具体的な抽出手順は、上記「4−1.概要」の記載に準ずる
。なお、上記「5−4.予測プログラム」に記載の予測プログラムは、病期情報照合部2
2及びパターン抽出部23による演算処理を予測装置2のCPU101に実施させるプロ
グラムのプログラムコードを含んでもよいし、例えば、上記の市販のデータベースソフト
とリンクすることにより、当該データベースソフトを利用して病期情報照合部22及びパ
ターン抽出部23による演算処理をCPU101に実施させてもよい。
ステップS24では、予測部24は、予測装置2の外部、又はメモリ102若しくは記
録部103にダウンロードされた疾患情報データベースD2に適宜アクセスして、ステッ
プS23にて抽出された器官の器官連関指標因子のパターンと、疾患情報データベース内
に記録された器官連関指標因子の情報との類似度を算出し類似度を決定する。そして、ス
テップS26において、特定器官以外の器官に、前記器官における器官連関指標因子のパ
ターンの全部又は一部と「類似している」(ステップS25において「YES」)と判定
された疾患が存在すると、又は特定器官以外の器官が、前記器官における器官連関指標因
子のパターンの全部又は一部と「類似している」(ステップS25において「YES」)
と判定された疾患の病期であると決定する。次にステップS27では、被験体が、ステッ
プS26で決定された疾患に罹患している、又は被験体が、ステップS26で決定された
疾患の病期であると予測する。なお、上記「5−4.予測プログラム」に記載の予測プロ
グラムは、予測部24による演算処理を予測装置2のCPU101に実施させるプログラ
ムのプログラムコードを含んでもよいし、例えば、上記「1.用語の説明」で述べた統計
解析ソフトとリンクすることにより、当該統計解析ソフトを利用して予測部24による演
算処理をCPU101に実施させてもよい。
ステップS28では、予測部24が、ステップS27で予測された結果を出力する。本
態様では、予測結果を表示部5に表示するとともに、予測結果が、予測装置2内の記録部
103に記録される。なお、予測結果を表示部5に表示する代わりに、インターネットを
介して接続された、予測装置2の外部の例えば第三者機関におけるコンピュータ端末の表
示部に表示してもよい。
ステップS25において、ステップS24の結果が「類似していない」であった場合は
(ステップS25において「NO」)、ステップS29において、予測部24は類似パタ
ーンが存在しないと決定する。
各ステップの具体的な手順は、上記「5−1.概要」の記載に準ずる。
6.D−iOrgans
6−1.概要
本態様においては、被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組織か
ら得られた各器官における器官連関指標因子の被験データXから、被験物質の効能又は副
作用を予測する。具体的には、上記2.に記載の測定方法を実施することによって取得さ
れる、前記被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた
各器官における器官連関指標因子の被験データXと、あらかじめ決定された対応する器官
連関指標因子の標準データYとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出
し、当該類似度を指標にして、前記1種以上の器官における、及び/又は前記1種以上の
器官以外の器官における被験物質の効能又は副作用を予測する予測する。より具体的には
、(1)前記被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られ
た各器官における器官連関指標因子の被験データXと、あらかじめ決定された対応する器
官連関指標因子の標準データYとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算
出するパターン類似度算出工程、及び(2)前記工程(1)で得られた器官連関指標因子
のパターンの類似度を指標にして、前記1種以上の器官における、及び/又は前記1種以
上の器官以外の器官における被験物質の効能又は副作用を予測する予測工程を含む。好ま
しくは、前記工程(2)は、前記工程(1)で得られた器官連関指標因子のパターンの類
似度を指標にして、前記器官以外の器官における被験物質の効能又は副作用を予測する予
測工程である。また、被験物質が公知物質である場合、前記効能又は副作用からは、当該
公知の効能又は副作用は除かれる。また、副作用を予測する場合において、好ましくは器
官からは肝臓、及び腎臓を除くことができる。効能、又は副作用を予測するために採取さ
れる好ましい器官としては、血液を除く体液、皮膚、褐色脂肪、及び白色脂肪組織を挙げ
ることができる。さらに、前記器官以外の器官における被験物質の効能又は副作用を予測
する場合、予測の対象となる器官は1種であっても複数種であってもよい。複数種の前記
対象について予測を行う場合には、器官毎順次予測を行ってもよいが、同時に行っても良
い。好ましくは、同時である。
本態様においては、被験データXの情報を取得するため、前記工程(1)の前に、さら
に(i)被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各
器官における器官連関指標因子の被験データXの情報を取得する工程を含んでもよい。ま
た、前記工程(i)は、被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組織
から得られた各器官における器官連関指標因子の量から、器官連関指標因子の被験データ
Xを決定する工程を含んでいてもよく、さらに前記工程(i)は、前記被験物質が投与さ
れた個体の1種以上の器官由来の細胞又は組織より抽出された当該器官連関指標因子を同
定、又は定量する工程を含んでいてもよい。さらに、前記工程(i)は、被験データXの
値を求めるために、(m)前記被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又
は組織に対応する陰性対照の器官より採取された細胞又は組織より器官連関指標因子の量
の情報を取得する工程を含んでいてもよい。さらに前記工程(m)は、前記陰性対照の器
官由来の細胞又は組織より抽出された器官連関指標因子を同定、又は定量する工程を含ん
でいてもよい。
また、前記工程(i)は、前記被験物質が投与された個体の器官より採取された細胞又
は組織から、(必要に応じて陰性対照の器官より採取された細胞又は組織から、)器官連
関指標因子を抽出する工程を含んでいてもよい。
ここで、陰性対照は、疾患を有していない陰性対照と同義に扱われる場合があり、未処
置の動物又はシャムモデル動物等が含まれる。被験データを取得する個体と陰性対照の個
体は、同種であっても異種であってもよいが、同種であることが好ましい。
また、本態様に係る予測方法は、前記工程(i)の前に、さらに下記の工程を含んでい
てもよい:
(ii)前記被験物質を用意する工程、
(iii)前記個体を用意する工程、
(iv)前記工程(iii)で用意された前記個体に、前記工程(ii)で用意された前
記被験物質を投与する工程、
(v)前記工程(iv)で前記被験物質が投与された前記個体から前記器官を摘出する工
程、
(vi)前記工程(v)で摘出された前記器官より前記細胞又は組織を採取する工程。
本法に供される細胞又は組織は特に制限されず、上記「2.器官連関指標因子を抽出す
るための細胞又は組織の採取方法並びに保存方法、及び器官連関指標因子の抽出方法並び
に測定方法」の記載は、ここに援用される。また、個体より採取された細胞又は組織等か
らの器官連関指標因子の抽出方法についても、上記2.の記載を援用することができる。
RNAの抽出は、上記2.の記載を援用することができる。また、RNAの発現の解析
は、公知の方法に従って行えばよく、上記2.の記載を援用することができるが、好まし
くはリアルタイムPCR、マイクロアレイ、RNA−Seq等によって行うことができる
。マイクロアレイでRNAの発現の定性的又は定量的解析を行う場合には、事前に標準デ
ータYに含まれる各RNA種に対応したプローブを搭載したマイクロアレイチップを各既
存物質、各疾患及び/又は器官毎に作成しておくこともできる。
また、器官連関指標因子として代謝物質を使用する場合、代謝物質の抽出及び存在量の
解析は、上記2.に記載の方法によって、行うことができる。図27、又は28に示され
る代謝物質を解析する場合には、GCMS解析又はCEMS解析を行うことが好ましい。
前記被験データXと、標準データYとの類似度は、上記1.の類似度の求め方にしたが
って求めることができる。
さらに検討した器官連関指標因子の項目の中で、被験データXのいずれか1つの器官連
関指標因子と標準データYの対応する器官連関指標因子のパターンが類似している場合に
は、当該器官連関指標因子から効能又は副作用を予測してもよく、被験データXの2種以
上の器官連関指標因子と標準データYの対応する器官連関指標因子のパターンが類似して
いる場合に当該器官連関指標因子から効能又は副作用を予測してもよい。
そして、当該方法によって、被験データXが標準データYと類似していると決定された
場合に、当該被験物質を投与された個体が、当該被験物質の投与により、当該標準データ
Yが得られた個体と同じ器官連関指標因子の変化を来したと決定することができる。
特に、被験データXと標準データY1とが類似していた場合には、当該被験物質が、標
準データY1で変動が認められる器官連関指標因子が反映する器官及び組織の状態、ある
いはそれらに似ている状態、または既存の知識から容易に関連すると推定できる状態を惹
起すると予測することができる。また、被験データXと標準データY2とが類似していた
場合には、当該被験物質が、標準データY2の取得に使用された既存物質と同じ、あるい
はそれらに似ている状態、または既存の知識から容易に関連すると推定できる効能又は副
作用を来すと予測することができる。さらに、被験データXと標準データY3とが類似し
ていた場合には、当該被験物質を投与することにより、標準データY3を取得した個体の
疾患と同じ状態を引き起こす、又は標準データY3を取得した個体において病巣又は症状
を有する器官又は組織と同じ状態を引き起こすと予測することができ、これらの状態が被
験物質の副作用であると予測することができる。あるいは被験データXと標準データY3
とが類似していた場合には、当該被験物質を投与することにより、標準データY3を取得
した個体の疾患に対する既存の知識から容易に関連していると推定できる器官又は組織に
効能又は副作用が現れると予測することができる。また、標準データY3を取得した疾患
を有する陽性対照の個体が、何らかの治療(既存物質の投与)を受けている場合であり、
被験物質を投与する前の個体が、標準データY3を取得した個体と同じ疾患を有する場合
、被験物質投与後に取得された被験データXが、当該個体から得られた標準データY3と
類似する場合には、被験物質が、当該治療(既存物質の投与)と同じ、あるいはそれらに
類似、または既存の知識から容易に関連すると推定できる効能を有すると予測することが
できる。
さらに、標準データ2及び標準データ3を取得する器官は、複数種であっても良い。
また別の態様として、R−iOrgansで使用される標準データ1を用いて被験物質
の効能又は効果を予測することもできる。具体的には、(2−1)被験物質を投与された
個体が健常な個体である場合、被験物質を投与された被験体のある器官(例えば、器官A
)における被験データX(図16(b))と前記ある器官に対応する器官(例えば、器官
A)における標準データ1(図16(a))の器官連関指標因子の類似度を求め、(2−
2)前記ある器官(例えば、器官A)における被験データXと類似する標準データ1(図
16(a)の器官Aの標準データ1−2)が対応する疾患、及び/又はその病期(例えば
疾患W、及び/又は疾患Wのある病期)を決定し、(2−3)当該被験物質が疾患、及び
/又は、その特定の病期と同じ状態を引き起こすとさらに決定することにより、前記被験
物質が引き起こす病態を予測することができる。ここで、ある器官は、複数の器官であっ
てもよい。つまり、(2−1’)被験物質を投与された個体が健常な個体であった場合、
被験物質を投与された被験体の複数の器官(例えば器官A、B)におけるそれぞれの被験
データX(図16(b)、及び(c))と複数の器官(例えば器官A、B)おけるそれぞ
れの標準データ1(図16(a)の器官A、B)の器官連関指標因子の類似度を求め、(
2−2’)複数の器官(例えば器官A、B)におけるそれぞれの被験データXと類似する
それぞれの標準データ1が対応する疾患、及び/又はその病期(図16(a)の器官Aの
標準データ1−2、器官Bの標準データ1−3)を決定し、(2−3’)当該被験物質が
ある器官(例えば、器官A)においてある疾患、及び/又はその疾患のある病期(例えば
疾患W、及び/又は、疾患Wのある病期)と同じ状態を引き起こすとさらに決定する、及
び当該被験物質が他の器官(例えば、器官B)においてある疾患、及び/又はその疾患の
ある病期(例えば、疾患Z、及び/又は、疾患Zのある病期)と同じ状態を引き起こすと
さらに決定することにより、前記被験物質が引き起こす複数の器官での複数の病態を予測
することができる。
別の態様として、被験物質を投与された個体が器官Aに疾患を有している場合、(3−
1)被験物質投与前に当該個体の病期を決定しておき(例えば、図17(a)において疾
患Uの病期2)、(3−2)被験物質を投与した後のある器官(例えば、器官A)の被験
データX(図17(b))と当該ある器官(例えば、器官A)における標準データ1(図
17(a)の器官A)の器官連関指標因子の類似度を求め、(3−2)ある器官(例えば
、器官A)における被験データXと類似する標準データ1(図17(a)の器官Aの標準
データ1−2)が対応する病期(疾患Uの病期1)を決定し、(3−3)前記(3−2)
で決定された病期(疾患Uの病期1)が、前記(3−1)で決定された病期(疾患Uの病
期2)よりも軽くなっていた場合には、当該被験物質が当該個体が患っていた疾患に対し
て有効であると決定することができる。
さらに、別の態様によれは、多器官連関システムネットワークを考慮することにより、
例えば、標準データ1に含まれる器官Bを被験データXとして、器官Aの状態を予測する
ことができる。例えば、被験物質を投与された個体が健常な個体であった場合、(4−1
)ある器官(例えば、器官B)における被験データX(図16(d))と前記ある器官に
対応する器官(例えば、器官B)の標準データ1(図16(a)の器官B)の器官連関指
標因子との類似度を求め、(4−2)前記ある器官(たとえは、器官B)における被験デ
ータXと類似する標準データ1(図16(a)の器官Bの標準データ1−2が対応する疾
患、及び/又は病期(疾患W、及び/又は疾患Wのある病期)を決定し、(4−3)前記
(4−2)で決定された疾患、及び/又は病期(疾患W、及び/又は疾患Wのある病期)
が別の器官(例えば、器官A)に主病変を有する疾患/又は病期(疾患W、及び/又は疾
患Wのある病期)である場合、当該被験物質が当該別の器官(例えば、器官A)において
、前記(4−2)で決定された疾患、及び/又は、病期(疾患W、及び/又は疾患Wのあ
る病期)と同じ状態を引き起こすと予測することができる。
また、被験物質を投与された個体が器官Aに疾患を有している場合、(5−1)被験物
質投与前に当該個体の病期を決定しておき(例えば、図17(a)において疾患Uの病期
2)、(5−2)被験物質を投与した後のある器官(例えば器官B)の被験データX(図
17(c))と前記ある器官に対応する器官(例えば器官B)における標準データ1の器
官Bの器官連関指標因子の類似度を求め、(5−3)前記ある器官(例えば器官B)にお
ける被験データX(図17(c))と類似する標準データ1(図17(a)の器官Bの標
準データ1−2)が対応する病期(例えば図17(a)において疾患Uの病期1)を決定
し、(5−4)前記(5−3)で決定された病期(例えば図17(a)において疾患Uの
病期1)が別の器官(例えば、器官A)の疾患の病期である場合、当該被験物質が別の器
官(例えば、器官A)において、前記(5−2)で決定された病期と同じ状態を引き起こ
すと決定し、(5−5)前記(5−3)で決定された病期が、前記(5−1)で決定され
た病期よりも軽くなっていた場合には、当該被験物質が当該個体が患っていた別の器官の
疾患に対して有効であると予測することができる。
標準データY3−Mapを使用した具体的な態様を以下に説明する。
例えば、臨床試験において医薬品候補物質Xの治験を行っている場合(図18参照)、
医薬品候補物質Xを投与された疾患(例えば、疾患1)を患うヒト(被験物質を投与され
た個体)から器官A、及びDを採取し、当該それぞれの器官における器官連関指標因子の
パターンを求める。上記「1.用語の説明」で述べた方法に従って、器官AとDの間の器
官連関指標因子のパターンの相関係数を算出する。算出された相関係数とあらかじめ作成
されている標準データY3−Mapの対応する器官間の相関係数との尤度を求め、最も尤
度の高い標準データY3−Mapの状態を医薬品候補物質X投与後のヒトの状態と決定す
ることができる。そして、医薬品候補物質X投与前の当該ヒトの状態よりも投与後の状態
が改善している(図18において「疾患1ヒト検体」における器官Aと器官Dのパターン
の相関係数が、「ヒト健常者検体」器官Aと器官Dのパターンの相関係数に変わる)場合
には、当該医薬品候補物質Xが当該疾患(例えば疾患1)に有効であると予測することが
できる。また、R−iOrgansテクノロジーの原理より標準データ1を使用すること
により、前記器官A及びDを採取したヒトの器官Bと器官Cの器官連関指標因子のパター
ンを予測することができるため、標準データ1−Mapを使用して、器官B及びCの相関
係数から、器官A及びDとの相関係数の尤度を求めた方法と同様の方法にしたがって、器
官B及びCにおける医薬品候補物質Xの作用を予測することができる。
別の態様として、例えば前臨床試験においてマウス等の実験動物を用いて、ある疾患(
例えば疾患1)に対する医薬品候補物質Y及びZの治験を行っている場合(図19参照)
、第1の候補医薬品(例えば医薬品候補物質Y)、又は第2の候補医薬品(例えば医薬品
候補物質Z)が投与されたある疾患(例えば疾患1)マウスモデル(被験物質を投与され
た個体)から複数の器官を採取し、当該それぞれの器官における器官連関指標因子のパタ
ーンを求める。上記「1.用語の説明」で述べた方法に従って、2つの異なる器官の間の
器官連関指標因子のパターンの相関係数を複数の器官全てについて算出する。算出された
相関係数とあらかじめ作成されている標準データY3−Mapの対応する器官間の相関係
数との尤度を求め、最も尤度の高い標準データY3−Mapの状態を第1の医薬品候補物
質、又は第2の医薬品候補物質を投与した後のマウスの状態であると予測することができ
る。そして、第1の医薬品候補物質、又は第2の医薬品候補物質を投与する前のマウスの
状態よりも、投与後の状態が改善している場合には、第1の医薬品候補物質、又は第2の
医薬品候補物質が前記ある疾患(例えば、疾患1)に有効であると予測することができる
。ここで、図19において疾患1マウスモデルに医薬品候補物質Yを投与した時の器官連
関指標因子のパターンの相関関係を「医薬品候補物質Y投与疾患1マウスモデル」として
表している。また、疾患1マウスモデルに医薬品候補物質Zを投与した時の器官連関指標
因子のパターンの相関関係を「医薬品候補物質Z投与疾患1マウスモデル」として表して
いる。医薬品候補物質Y投与疾患1マウスモデルの器官連関指標因子のパターン相関関係
と医薬品候補物質Z投与疾患1マウスモデルの器官連関指標因子のパターンの相関関係は
器官A及びBをのぞき一致している。このため、医薬品候補物質Y投与疾患1マウスモデ
ルの器官連関指標因子のパターンの相関マップと医薬品候補物質Z投与疾患1マウスモデ
ルの器官連関指標因子のパターンの相関マップは「類似している」と判定することができ
る。つまり第1の医薬品候補物質と第2の医薬品候補物質は類似の作用を示すと予測する
ことができる。また、医薬品候補物質Z投与疾患1マウスモデルの器官連関指標因子のパ
ターンの相関マップは、図19における「健常マウス」及び「ヒト健常者検体」の器官連
関指標因子のパターンの相関マップと同じであるため、医薬品候補物質Zの方が疾患1に
対する治療効果が高いと予測することができる。つまり、ある疾患を治療することを目的
とする場合、第1の医薬品候補物質の器官連関指標因子のパターンの相関マップよりも、
第2の医薬品候補物質の器官連関指標因子のパターンの相関マップの方が健常個体の器官
連関指標因子のパターンの相関マップに近い場合には、第2の医薬品候補物質の方が前記
ある疾患の治療に有効であると決定することができる。
さらに、別の態様として、例えば前臨床試験においてマウス等の実験動物を用いて、被
験物質(例えば、医薬品候補物質3)の副作用を予測することができる(図20参照)。
被験物質を投与された個体(例えば、マウス)から、複数の器官(例えば器官A、B、C
、D)を採取し、当該それぞれの器官における器官連関指標因子のパターンを求める。上
記「1.用語の説明」で述べた方法に従って、2つの異なる器官の間の器官連関指標因子
のパターンの相関係数を複数の器官全てについて算出する(例えば器官AとD)。算出さ
れた相関係数とあらかじめ作成されている標準データY3−Mapの対応する器官間の相
関係数との尤度を求め、最も尤度の高い標準データY3−Mapの状態を被験物質を投与
した後の個体の状態であると予測することができる。最も尤度の高かった標準データY3
−Mapに対応する状態がある疾患、又はその疾患の病期である場合、当該被験物質が当
該ある疾患、又はその疾患の病期を引き起こすと予測することができる。例えば、図20
において医薬品候補物質3投与マウスモデルの相関マップにおける器官AとDの相関係数
が、疾患1マウスモデルの相関マップにおける器官AとDの相関係数、又は疾患1ヒト検
体の相関マップにおける器官AとDの相関係数と類似しているときには、医薬品候補物質
3が疾患1と同じ状態の副作用を起こすと決定することができる。さらに、前記ある疾患
が心筋梗塞であり、器官Bが心臓である場合、被験医薬品候補物質3が心臓に直接作用す
ることが知られているが、他の器官(器官A、C、又はD)には直接作用しない場合(す
なわち、被験医薬品3が培養系アッセイで心臓の細胞、例えば心筋細胞、には作用するが
、他の培養細胞、例えば器官A、C、又はD由来の細胞には遺伝子発現の変化をもたらさ
ないという技術常識がある場合)、医薬品候補物質3を投与することによって起こる器官
A及びDの間の相関係数の変化は、医薬品候補物質3が心臓に作用した結果起こる心臓で
の変化が心臓以外の器官との連関によって起こるの変化であると予測することができる。
6−2.システム構成
図21は、本発明の第3の態様に係るシステム120の概観図であり、図22は、シス
テム120ハードウェア構成を示すブロック図である。システム120は予測装置3と、
入力部4と、表示部5と、装置6と、を備える。
予測装置3は、例えば汎用のパーソナルコンピュータで構成されており、後述するデー
タ処理を行うCPU101と、データ処理の作業領域に使用するメモリ102と、処理デ
ータを記録する記録部103と、各部の間でデータを伝送するバス104と、外部機器と
のデータの入出力を行うインタフェース部105(以下、I/F部と記す)とを備えてい
る。入力部4および表示部5は、予測装置3に接続されており、入力部4は、キーボード
等で構成され、表示部5は、液晶ディスプレイ等で構成されている。入力部4と表示部5
とは、一体化されてタッチパネル付き表示装置として実現されてもよい。なお、予測装置
3は一体の装置である必要はなく、CPU101、メモリ102、記録部103等が別所
に配置され、これらがネットワークで接続されていてもよい。また、入力部4や表示部5
を省略した操作者を必要としない装置であってもよい。
また、予測装置3と、装置6とについても、一カ所に配置される必要は必ずしもなく、
別所に設けられた装置間をネットワークで通信可能に接続した構成でもよい。
以下の説明においては、特に断らない限り予測装置3が行う処理は、予測プログラムに
基づいて、実際には予測装置3のCPU101が行う処理を意味する。CPU101はメ
モリ102を作業領域として必要なデータ(処理途中の中間データ等)を一時記憶し、記
録部103に演算結果等の長期保存するデータを適宜記録する。
装置6は、RNA−Seq法によってmRNAの発現量を測定するための装置、又は質
量分析によって代謝物質の存在量を測定するための装置であり、解析部61を備える。R
NA−Seq用の反応を行ったサンプルを解析部61にセットし、解析部61内で、塩基
配列の解析をおこなう。
装置6は、有線または無線によって予測装置3に接続されており、mRNAの測定値を
A/D変換して、デジタルデータとして予測装置3に送信する。これにより、予測装置3
は、mRNAの測定値を、演算処理可能なデジタルデータとして取得することができる。
本態様では、装置6からのデジタルデータを「器官連関指標因子の被験データ」または、
単に「被験データ」と称する。
6−3.予測装置
本発明は、第3の態様として、下記の演算手段を有する、被験物質の効能又は副作用を
予測する装置を含む:
前記被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器
官における器官連関指標因子の被験データXと、あらかじめ決定された対応する器官連関
指標因子の標準データYとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出する
パターン類似度算出手段、及び
前記パターン類似度算出手段で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
して、前記1種以上の器官における、及び/又は前記1種以上の器官以外の器官における
被験物質の効能又は副作用を予測する予測手段。
ここで、被験データXと標準データYの類似度の算出方法及び、被験データXと標準デ
ータYが類似していると決定する方法については、上記「1.用語の説明」に記載したと
おりである。
本態様では、上記予測装置として上記「6−2.システム構成」に記載の予測装置3を
備えたシステム120(図22)によって、被験物質の効能又は副作用を予測することが
できる。
図23は、本発明の第3の態様に係る予測装置3の機能を説明するためのブロック図で
ある。予測装置3は、被験データ取得部31と、パターン類似度算出部32と、予測部3
3とを備える。これらの機能ブロックは、本発明に係るプログラムを予測装置3の記録部
103またはメモリ102にインストールし、このプログラムをCPU101が実行する
ことにより実現される。これにより、予測装置3は、後述する「6−5.予測方法」に記
載の予測方法を実行する。なお、請求の範囲に記載のパターン類似度演算手段および予測
手段が、図23に示すパターン類似度算出部32および予測部33にそれぞれ対応する。
本態様では、被験データM4(被験データX)および標準データD1(標準データY)
は予測装置3の外部に記録されていてもよく、例えばインターネットを介して予測装置3
に取り込まれてもよい。
なお、これら被験データM4および標準データD1は、予測装置3の記録部103また
はメモリ102に予め記録されていてもよい。
また、被験データ取得部31、パターン類似度算出部32および予測部33の各機能ブ
ロックは、単一のCPUで実行されることは必ずしも必要なく、複数のCPUで分散して
処理されてもよい。たとえば、被験データ取得部31の機能は第1のコンピュータのCP
Uにより実行され、パターン類似度算出部32および予測部33の機能は別の第2のコン
ピュータのCPUにより実行されるというような構成であってもよい。
言い換えると、予測装置3は、CPU101により下記の演算機能を実行する、被験物
質の効能又は副作用を予測する予測装置である:
前記被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器
官における器官連関指標因子の被験データXと、あらかじめ決定された対応する器官連関
指標因子の標準データYとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出する
パターン類似度算出機能、及び
前記パターン類似度算出機能で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
して、前記1種以上の器官における、及び/又は前記1種以上の器官以外の器官における
被験物質の効能又は副作用を予測する予測機能。
本態様では、被験データ取得部31が、装置6において測定された器官連関指標因子の
被験データM4(被験データX)を装置6から取得する。また、標準データD1(標準デ
ータY)は予測装置3の外部に記録されており、例えばインターネットを介して予測装置
3に取り込まれる。
なお、被験データM4(被験データX)もネットワークを介して第三者機関(図示せず
)から予測装置3に取り込まれてもよい。また、前記被験データM4(被験データX)お
よび標準データD1(標準データY)は、予測装置3の記録部103またはメモリ102
に予め記録されていてもよい。
パターン類似度算出部32は、被験データM4(被験データX)と標準データD1(標
準データY)とを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出する。予測部3
3は、パターン類似度算出部32で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標
にして、前記1種以上の器官における、及び/又は前記1種以上の器官以外の器官におけ
る被験物質の効能又は副作用を予測する。パターン類似度算出部32及び予測部33は、
後述する「6−5.予測方法」に記載の本発明の第3の態様に係る予測方法のパターン類
似度算出工程及び予測工程をそれぞれ実行する機能ブロックであり、それらの演算処理の
具体的内容は、「6−5.予測方法」において図24を参照して説明する。
また、被験データ取得部31、パターン類似度算出部32および予測部33の各機能ブ
ロックは、単一のCPUで実行されることは必ずしも必要なく、複数のCPUで分散して
処理されてもよい。たとえば、被験データ取得部31の機能は第1のコンピュータのCP
Uにより実行され、パターン類似度算出部32および予測部33の機能は別の第2のコン
ピュータのCPUにより実行されるというような構成であってもよい。
6−4.予測プログラム
また、予測装置3は、以下の図24で説明するステップS31〜S37の処理を行うた
めに、本発明に係る予測プログラムを、例えば実行形式(例えばプログラミング言語から
コンパイラにより変換されて生成される)で記録部103に予め記録しており、予測装置
3は、記録部103に記録した予測プログラムを使用して処理を行う。
すなわち、本発明の第3の態様に係る予測プログラムは、コンピュータに実行させたと
きに、被験物質の効能又は副作用を予測するための下記の処理を当該コンピュータに実施
させるプログラムである:
前記被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器
官における器官連関指標因子の被験データXと、あらかじめ決定された対応する器官連関
指標因子の標準データYとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出する
パターン類似度算出処理、及び
前記パターン類似度算出処理で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
して、前記1種以上の器官における、及び/又は前記1種以上の器官以外の器官における
被験物質の効能又は副作用を予測する予測処理。
本態様では、図22に示すように、上記予測プログラムは、CD−ROM等の、コンピ
ュータ読み取り可能であって一時的でない有形の記録媒体109に記録されており、記録
媒体109から、予測装置3にインストールされる。あるいは、予測装置3をインターネ
ット(図示せず)と接続し、インターネットを介して上記予測プログラムのプログラムコ
ードをダウンロードしてもよい。また、上記の演算処理をコンピュータに実施させるため
、本発明に係る予測プログラムを記録部103またはメモリ102に格納された他のプロ
グラムとリンクさせてもよい。例えば、予測プログラムを上記「1.用語の説明」で述べ
た統計解析ソフトとリンクさせ、当該統計解析ソフトを利用してパターン類似度演算処理
を実施してもよい。
上記パターン類似度算出処理は、予測装置3が上記予測プログラムを実行することによ
って実現されるパターン類似度算出部32が実施する演算処理に対応する。また、上記予
測処理は、予測装置3が上記予測プログラムを実行することによって実現される予測部3
3が実施する演算処理に対応する。
6−5.予測方法
本発明の第3の態様に係る予測装置3は、本発明の第3の態様に係る予測方法を実行す
る。本発明の第3の態様に係る予測方法は、以下の工程を含む、被験物質の効能又は副作
用を予測する方法である:
前記被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器
官における器官連関指標因子の被験データXと、あらかじめ決定された対応する器官連関
指標因子の標準データYとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出する
パターン類似度算出工程、及び
前記パターン類似度算出工程で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
して、前記1種以上の器官における、及び/又は前記1種以上の器官以外の器官における
被験物質の効能又は副作用を予測する予測工程。
図24は、本発明の第3の態様に係る予測装置3が上記の予測方法を実行するために行
うデータ処理の順序を示すフローチャートである。なお、図23に示す被験データ取得部
31、パターン類似度算出部32、および予測部33により、図24に示すステップS3
1からS37の処理がそれぞれ実行される。
ステップS31では、被験データ取得部31が被験データM4(被験データX)を取得
する。被験データM4(被験データX)は、被験物質が投与された個体の1種以上の器官
由来の細胞又は組織から得られた各器官における器官連関指標因子のパターンであり、装
置6から予測装置3に送信される。
ステップS32では、パターン類似度算出部32が、取得した被験データM4(被験デ
ータX)と標準データD1(標準データY)とを比較して、器官連関指標因子のパターン
の類似度を算出する。類似度の算出方法及び「類似している」か否かの決定方法は、上記
「1.用語の説明」に記載した通りである。なお、上記「6−4.予測プログラム」に記
載の予測プログラムは、パターン類似度算出部32による演算処理を予測装置3のCPU
101に実施させるプログラムのプログラムコードを含んでもよいし、例えば、上記「1
.用語の説明」で述べた統計解析ソフトとリンクすることにより、当該統計解析ソフトを
利用してパターン類似度算出部32による演算処理をCPU101に実施させてもよい。
ステップS33では、予測部33が、ステップS32にて得られた類似度を指標にして
、特定疾患の存在又は病期を予測する。具体的には、類似度が「類似している」である場
合(ステップ33においてYES)、ステップS34において予測部33は、被験物質を
投与された個体が、当該被験物質の投与により、当該標準データYが得られた個体と同じ
器官連関指標因子の変化を来したと決定し、さらに、ステップS35において、被験物質
が変化を来した器官連関指標因子によって反映される効能、又は副作用を示すと決定する
また、ステップS32にて得られた類似度が「類似していない」である場合、(ステッ
プ33においてNO)、ステップS37において予測部33は、類似パターンが存在しな
いと決定する。
ステップS36では、予測部33が前記ステップS35、又はS37で決定した結果を
予測結果のデータをして出力する。本態様では、予測結果が表示部5に表示されるととも
に、予測結果のデータが予測装置3内の記録部103に記録される。なお、予測結果を表
示部5に表示する代わりに、インターネットを介して接続された、予測装置3の外部の例
えば第三者機関におけるコンピュータ端末の表示部に表示してもよい。
例えば、STZを被験物質としたときに、提示される遺伝子の候補は、後述する実施例に
おいて示す図44におけるHampおよびSaa1である。図44の説明において、予測
部33またはオペレータは、疾患情報データベースに適宜アクセスして、遺伝子Hamp
およびSaa1の疾患に関する情報を取得することにより、被験物質の効能または副作用
の存在についての予測結果(疾患に関する公知のデータベースに対する照合の結果)を得
ることができる。なお、オペレータに遺伝子の候補を提示する際には、併せて、疾患に関
する公知のデータベースに対して照合した結果(効能や副作用の情報を含む)を、候補の
遺伝子ごとに対応付けるなど、オペレータが把握しやすい態様で、提示することも可能で
ある。
7.標準データの作成、標準データ
7−1.標準データの作成
本発明は、上記「4.Reverse iOrgans」において使用する標準データ
1、及び「5.Forward iOrgans」において使用する標準データ2の作成
方法に関する。用語の定義は、上記「1.用語の説明」にしたがう。
作成方法は、下記の工程を含む、被験体において特定疾患の存在、及び/又は病期を予
測するために用いる、器官連関指標因子のパターンの標準データ1を作成する方法である

(A)ゴールデンスタンダードの陽性対照の前記特定器官以外の器官から前記特定疾患
の病期毎に採取された細胞又は組織における器官連関指標因子の量の情報を取得する工程

(B)ゴールデンスタンダードの陰性対照の前記特定器官以外の器官由来の細胞又は組
織における器官連関指標因子の量の情報を取得する工程;
(C)前記工程(A)で得られた「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外
の器官における器官連関指標因子の量」と前記工程(B)で得られた「前記特定疾患を有
さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量」
との関係(好ましくは比率)から、器官連関指標因子のパターンを決定する工程;及び
(D)前記器官連関指標因子のパターンを、前記特定疾患の各病期に対応付ける工程。
より具体的には、
前記工程(A)が、
ゴールデンスタンダードの陽性対照の前記特定器官以外の器官から前記特定疾患の病期
毎に採取された細胞又は組織から、器官連関指標因子を抽出する工程;及び
前記器官連関指標因子を同定及び定量する工程;を含み、
前工程(B)が、
ゴールデンスタンダードの陰性対照の前記特定器官以外の器官由来の細胞又は組織から
器官連関指標因子を抽出する工程;及び
前記器官連関指標因子を同定及び定量する工程;を含む。
具体的には、標準データ1を作成する手順は、後述する実施例に沿った手順である。
まず、陰性対照および特定疾患の各病期の陽性対照の特定器官以外の器官(例えば脂肪
)から細胞または組織を採取し、器官連関指標因子を抽出する。次に、抽出した器官連関
指標因子を同定および定量する。
次に、特定疾患を有する陽性対照の特定器官以外の器官における器官連関指標因子の量
と、特定疾患を有さない陰性対照の特定器官以外の器官における器官連関指標因子の量と
の関係(例えば比率、好ましくは特定疾患を有する陽性対照の特定器官以外の器官におけ
る器官連関指標因子の量の値を、特定疾患を有さない陰性対照の特定器官以外の器官にお
ける器官連関指標因子の量の値で除した値)から、器官連関指標因子のパターンを決定す
る。決定した器官連関指標因子のパターンは、特定疾患に対応付けられ、標準データ1と
して例えば記録装置に記録しておく。さらに、標準データ1をサーバに記録することもで
きる。
さらに、本発明は、標準データ2を作成する方法を含む。
作成方法は、下記の工程を含む、特定疾患を有する被験体において当該特定器官以外の
1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測するために用いる、器官連関指標因
子のパターンの標準データ2を作成する方法である:
(A’)ゴールデンスタンダードの陽性対照の前記特定器官以外の器官から前記特定疾
患の病期毎に採取された細胞又は組織における器官連関指標因子の量の情報を取得する工
程;
(B’)ゴールデンスタンダードの陰性対照の前記特定器官以外の器官由来の細胞又は
組織における器官連関指標因子の量の情報を取得する工程;
(C’)前記工程(A’)で得られた「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官
以外の器官における器官連関指標因子の量」と前記工程(B’)で得られた「前記特定疾
患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子
の量」との関係(好ましくは比率)から、器官連関指標因子のパターンを決定する工程;
及び
(D’)前記器官連関指標因子のパターンを、前記特定疾患の各病期に対応付ける工程
より具体的には、
前記工程(A’)が、
ゴールデンスタンダードの陽性対照の特定器官以外の器官から前記特定疾患の病期毎に
採取された細胞又は組織から、器官連関指標因子を抽出する工程;及び
前記器官連関指標因子を同定及び定量する工程;を含み、
前記工程(B’)が、
ゴールデンスタンダードの陰性対照の特定器官以外の器官由来の細胞又は組織から器官
連関指標因子を抽出する工程;及び
前記器官連関指標因子を同定及び定量する工程;を含む。
具体的には、標準データ2を作成する手順は、後述する実施例に沿った手順である。
まず、陰性対照および特定疾患を有する陽性対照の特定器官以外の器官から細胞または
組織を採取し、器官連関指標因子を抽出する。次に、抽出した器官連関指標因子を同定お
よび定量する。
次に、特定疾患を有する陽性対照の特定器官以外の器官における器官連関指標因子の量
と、特定疾患を有さない陰性対照の特定器官以外の器官における器官連関指標因子の量と
の関係(例えば比率、好ましくは特定疾患を有する陽性対照の特定器官以外の器官におけ
る器官連関指標因子の量の値を、特定疾患を有さない陰性対照の特定器官以外の器官にお
ける器官連関指標因子の量の値で除した値)から、特定疾患の病期毎に、器官連関指標因
子のパターンを決定する。このように特定疾患の病期毎に決定した器官連関指標因子のパ
ターンは、標準データ2として例えば記録装置に記録しておく。さらに、標準データ2を
外部のサーバに記録することもできる。
標準データY1を得るために、公知の疾患データベース、文献、タンパク質及び遺伝子
データベース等から、器官連関指標因子の機能の情報や各疾患や症状時の発現量の情報を
取得することができる。公共の疾患データベースの一例としては、例えば上記5−1.で
述べた疾患情報データベースを挙げることができる。
標準データY2を取得するために、はじめに既存物質を投与された陽性対照の個体から
、及び必要に応じて陰性対照の個体の器官より採取された細胞又は組織から、器官連関指
標因子を抽出する(抽出工程)。器官関連因子の抽出方法は、特に制限されず公知の方法
により行うことができる。器官連関指標因子がRNA又は代謝物質である場合には、例え
ば上記2.に記載の方法に従って行うことができる。ここで、陰性対照は、疾患を有して
いない陰性対照と同義に扱われる場合があり、未処置の動物又はシャムモデル動物等が含
まれる。既存物質を投与された陽性対照の個体の器官から細胞又は組織を採取するタイミ
ングは、その既存物質の体内動態に応じて、個体においてその物質の効能又は効果が現れ
る時、その効果が持続している期間内、又は効果が切れる時、効果が切れた後のいずれか
において行えばよい。
次に、抽出工程で抽出された器官連関指標因子を同定及び定量する(同定・定量工程)
。器官連関指標因子を同定及び定量する方法は、器官連関指標因子を同定又は定量するこ
とができる限り制限されない。例えば、器官連関指標因子がRNA又は代謝物質である場
合には、上記2.に記載したRNAの解析方法、又は代謝物質の測定方法にしたがって行
うことができる。
標準データY3を取得するためには、標準データY2を取得する方法において、上記既
存物質を投与された陽性対照の個体に代えて、疾患を有する陽性対照の個体を使用するこ
とができる。疾患を有する陽性対照としては、疾患を自然発症した動物、疾患モデル動物
、遺伝子組換え動物等を使用することができる。
抽出工程、同定・定量工程は、標準データY2を取得する方法にしたがうことができる
。ここで、当該疾患を有する陽性対照の個体は、未治療であってもよく、治療(既存物質
の投与)が施されていてもよい。
次に、上記同定・定量工程で定量した当該器官連関指標因子の量から、器官連関指標因
子の標準データYを決定する(決定工程)。上記同定・定量工程で得られた当該器官連関
指標因子の量は、そのまま標準データYとして用いてもよい。好ましくは標準データY2
は、「既存物質が投与された個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対照の
同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係を求めてもよく、より好ましくは、
「既存物質が投与された個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対照の同一
の器官における器官連関指標因子の量」の比として求めてもよく、さらに好ましくは「既
存物質が投与された個体の器官における器官連関指標因子の量」÷「陰性対照の同一の器
官における器官連関指標因子の量」の比として求めてもよい。また別の態様としては、標
準データY3は、「疾患を有する陽性対照の個体の器官における器官連関指標因子の量」
と「陰性対照の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係として求めてもよく
、好ましくは「疾患を有する陽性対照の個体の器官における器官連関指標因子の量」と「
陰性対照の同一の器官における器官連関指標因子の量」の比として、より好ましくは「疾
患を有する陽性対照の個体の器官における器官連関指標因子の量」÷「陰性対照の同一の
器官における器官連関指標因子の量」の比を求めてもよい。
標準データYは、あらかじめデータベース化されていてもよく、被験データXを取得す
る際に、取得してもよい。
7−2.標準データ
本発明は、上述の作成方法により作成される標準データ1を含む。
作成した標準データ1は、予測装置1の記録部103またはメモリ102に格納しても
よい。あるいは、作成した標準データ1は、予測装置1にローカルに接続する記憶装置に
格納してもよいし、予測装置1がネットワーク経由でアクセス可能な外部記憶装置、たと
えばサーバ装置の記憶装置などに格納してもよい。
さらに、本発明は、上述した作成方法により作成される標準データ2を含む。
作成した標準データ2は、予測装置2の記録部103またはメモリ102に格納しても
よい。あるいは、作成した標準データ2は、予測装置2にローカルに接続する記憶装置に
格納してもよいし、予測装置2がネットワーク経由でアクセス可能な外部記憶装置、たと
えばサーバ装置の記憶装置などに格納してもよい。
また器官連関指標因子が、RNAである場合には、各既存物質を投与した各動物毎、又
は各疾患を有する動物毎に変動するRNAをあらかじめ決定し、対象となるRNAを検出
するためのマイクロアレイを作成しておいてもよい。この場合、変動とは前記比が1より
大きいか、1より小さい場合;好ましくは1.5より大きいか、0.67より小さい場合
;より好ましくは2より大きいか、0.5より小さい場合;さらに好ましくは5より大き
いか、0.2より小さい場合をいう。
本態様3によれば、被験物質のより正確で網羅的な効能や副作用の予測が可能になるだ
けでなく、既存物質の今まで知られていない新たな効能や副作用の同定が可能になる。さ
らには、得られたデータに基づいて、被験物質の副作用を防止する方法を検討することが
でき、好ましい効能があるのにも関わらず使用が限定的であった被験物質の新たな用途を
見出すことが可能となる。したがって、本態様3においては、被験データXの変動に応じ
て、当該変動を相殺する、又は増強する薬剤を選択する工程が含まれてもよい。ここで被
験データXの変動とは、前記比が1より大きいか、1より小さい場合;好ましくは1.5
より大きいか、0.67より小さい場合;より好ましくは2より大きいか、0.5より小
さい場合;さらに好ましくは5より大きいか、0.2より小さい場合をいう。
8.マイクロアレイ及びキット
本発明は、上記4.、5.及び/又は上記6.に記載の方法に使用されるマイクロアレ
イ(DNAチップともいう)を含む。
マイクロアレイに搭載されるプローブは、上記1.に記載の核酸又はその核酸を鋳型と
して逆転写された及び増幅された核酸を検出することができるものであれば特に制限され
ない。搭載されるプローブとして好ましくは、前記1.で述べた1群の遺伝子から転写さ
れるRNA又は1群の遺伝子から転写されるRNAから逆転写によって合成されるcDN
Aの塩基配列に対して少なくとも一部が相補的な塩基配列からなるプローブであり、より
好ましくは2群の遺伝子から転写されるRNA又は2群の遺伝子から転写されるRNAか
ら逆転写によって合成されるcDNAの塩基配列に対して少なくとも一部が相補的な塩基
配列からなるプローブである。これらの中でも、ポリA配列を有する1群若しくは2群の
遺伝子から転写されるRNA又はポリA配列を有する1群若しくは2群の遺伝子から転写
されるRNAから逆転写によって合成されるcDNAの塩基配列に対して少なくとも一部
が相補的な塩基配列からなるプローブが特に好ましい。
例えば特定器官が心臓であり、特定疾患が心筋梗塞である場合、より具体的には、図3
0に記載された3群の遺伝子から転写されるRNAよりなる群から選択される少なくとも
1種若しくは上記個体に存在する3群の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選
択される少なくとも1種のRNA又はこのRNAから逆転写によって合成されるcDNA
の塩基配列に対して少なくとも一部が相補的な塩基配列からなるプローブである。次に好
ましくは図30に記載された4群の遺伝子から転写されるRNAよりなる群から選択され
る少なくとも1種若しくは上記個体に存在する4群の遺伝子のオーソログより転写される
RNAより選択される少なくとも1種のRNA又はこのRNAから逆転写によって合成さ
れるcDNAの塩基配列に対して少なくとも一部が相補的な塩基配列からなるプローブで
ある。次に好ましくは図30に記載された5群の遺伝子から転写されるRNAよりなる群
から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する5群の遺伝子のオーソログよ
り転写されるRNAより選択される少なくとも1種のRNA又はこのRNAから逆転写に
よって合成されるcDNAの塩基配列に対して少なくとも一部が相補的な塩基配列からな
るプローブである。次に好ましくは図30に記載された6群の遺伝子から転写されるRN
Aよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する6群の遺伝子の
オーソログより転写されるRNAより選択される少なくとも1種のRNA又はこのRNA
から逆転写によって合成されるcDNAの塩基配列に対して少なくとも一部が相補的な塩
基配列からなるプローブである。次に好ましくは図30に記載された7群の遺伝子から転
写されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する7
群の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少なくとも1種のRNA又
はこのRNAから逆転写によって合成されるcDNAの塩基配列に対して少なくとも一部
が相補的な塩基配列からなるプローブである。最も好ましくは図30に記載された8群の
遺伝子から転写されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体
に存在する8群の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少なくとも1
種のRNA又はこのRNAから逆転写によって合成されるcDNAの塩基配列に対して少
なくとも一部が相補的な塩基配列からなるプローブである。
例えば特定器官が脳であり、特定疾患が認知症である場合、より具体的には、図34に
記載された3群の遺伝子から転写されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種
若しくは上記個体に存在する3群の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択さ
れる少なくとも1種のRNA又はこのRNAから逆転写によって合成されるcDNAの塩
基配列に対して少なくとも一部が相補的な塩基配列からなるプローブである。次に好まし
くは図34に記載された4群の遺伝子から転写されるRNAよりなる群から選択される少
なくとも1種若しくは上記個体に存在する4群の遺伝子のオーソログより転写されるRN
Aより選択される少なくとも1種のRNA又はこのRNAから逆転写によって合成される
cDNAの塩基配列に対して少なくとも一部が相補的な塩基配列からなるプローブである
。次に好ましくは図34に記載された5群の遺伝子から転写されるRNAよりなる群から
選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する5群の遺伝子のオーソログより転
写されるRNAより選択される少なくとも1種のRNA又はこのRNAから逆転写によっ
て合成されるcDNAの塩基配列に対して少なくとも一部が相補的な塩基配列からなるプ
ローブである。次に好ましくは図34に記載された6群の遺伝子から転写されるRNAよ
りなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する6群の遺伝子のオー
ソログより転写されるRNAより選択される少なくとも1種のRNA又はこのRNAから
逆転写によって合成されるcDNAの塩基配列に対して少なくとも一部が相補的な塩基配
列からなるプローブである。次に好ましくは図34に記載された7群の遺伝子から転写さ
れるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する7群の
遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少なくとも1種のRNA又はこ
のRNAから逆転写によって合成されるcDNAの塩基配列に対して少なくとも一部が相
補的な塩基配列からなるプローブである。
例えば特定疾患が腫瘍である場合、より具体的には、図36、38又は39に記載され
た3群の遺伝子から転写されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは
上記個体に存在する3群の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少な
くとも1種のRNA又はこのRNAから逆転写によって合成されるcDNAの塩基配列に
対して少なくとも一部が相補的な塩基配列からなるプローブである。次に好ましくは図3
6、38又は39に記載された4群の遺伝子から転写されるRNAよりなる群から選択さ
れる少なくとも1種若しくは上記個体に存在する4群の遺伝子のオーソログより転写され
るRNAより選択される少なくとも1種のRNA又はこのRNAから逆転写によって合成
されるcDNAの塩基配列に対して少なくとも一部が相補的な塩基配列からなるプローブ
である。次に好ましくは図36、38又は39に記載された5群の遺伝子から転写される
RNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上記個体に存在する5群の遺伝
子のオーソログより転写されるRNAより選択される少なくとも1種のRNA又はこのR
NAから逆転写によって合成されるcDNAの塩基配列に対して少なくとも一部が相補的
な塩基配列からなるプローブである。次に好ましくは図36、38又は39に記載された
6群の遺伝子から転写されるRNAよりなる群から選択される少なくとも1種若しくは上
記個体に存在する6群の遺伝子のオーソログより転写されるRNAより選択される少なく
とも1種のRNA又はこのRNAから逆転写によって合成されるcDNAの塩基配列に対
して少なくとも一部が相補的な塩基配列からなるプローブである。次に好ましくは図36
、38又は39に記載された7群の遺伝子から転写されるRNAよりなる群から選択され
る少なくとも1種若しくは上記個体に存在する7群の遺伝子のオーソログより転写される
RNAより選択される少なくとも1種のRNA又はこのRNAから逆転写によって合成さ
れるcDNAの塩基配列に対して少なくとも一部が相補的な塩基配列からなるプローブで
ある。
マイクロアレイに搭載されるプローブは、DNAであってもRNAであってもよいが、
DNAであることが好ましい。プローブの長さは、マイクロアレイのキャプチャープロー
ブとして使用できる長さであれば特に制限されないが、好ましくは100 mer程度で
あり、より好ましくは60 mer程度であり、さらに好ましくは、20〜30 mer
程度である。プローブは、公知のオリゴヌクレオチド合成機等を使用して製造することが
できる。
マイクロアレイの基板も、核酸プローブを固相化できるものであれば特に制限はないが
、例えばガラス、ポリプロピレン等のポリマー、ナイロン膜等である。
プローブを基板上に固定する方法も、故知の方法にしたがって行うことができ、例えば
プローブを固定するための反応性基を含むスペーサーやクロスリンカーを使用することが
できる。
さらに本発明は、上記4.、上記5.及び/又は上記6.に記載の方法で使用される前
記マイクロアレイを含むキットを含む。本発明のキットは、前記マイクロアレイの他、マ
イクロアレイに搭載されたプローブが検出することができる核酸の情報及びそのプローブ
の位置に関する情報を記録した紙、コンパクトディスク等の媒体、又はこれらの情報にア
クセスするための情報を記録した紙、コンパクトディスク等の媒体を含むことが好ましい
また、キットには、ハイブリダイゼーションに使用されるバッファー等が添付されてい
てもよい。
9.付記事項
以上のような実施の形態で説明した、多器官連関システムを基盤とした予測装置、及び
予測プログラムは、コンピュータの処理により、疾患に対する効能または副作用の存在に
ついて、「遺伝子の候補」を基に、疾患に関する公知のデータベースに対する照合の結果
を予測結果として出力することが可能である。また、多器官連関システムを基盤とした予
測装置、及び予測プログラムは、オペレータに「遺伝子の候補」を提示したり、さらに、
当該遺伝子の候補に関連する「効能や副作用」をオペレータが把握しやすい態様で提示す
ることにより、オペレータによる予測を支援する装置、オペレータによる予測を支援する
プログラムとしても、機能することが可能である。
実施例
以下に実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定し解釈され
るものではない
I. i-Organs
1.心筋梗塞モデル
1−1.心筋梗塞モデルマウスの作製及び臓器摘出・血液採取
8〜12週齢のオスICRマウスを2〜2.5%のイソフルラン(Abbott Japan, Wako Japan)で麻
酔し、20-gaugeの静脈用カテーテルで気管挿管した。人工呼吸はvolume-controlled resp
irator (Harvard Apparatus)で1サイクル200μLになるように設定し、1分間に110サイ
クルで行った。マウスの毛を脱毛剤で除いた後に開胸し、左心耳の1〜2mm下の左冠動脈を
8-0ナイロン縫合糸で縛り、閉塞は左心室壁の色の変化(青白くなる)で確認した。切り
開いた肋骨と肋骨の間は5-0シルク糸で縫合し、皮膚は9 mm Autoclipにて縫合した。手術
後に37℃に設定したホットプレートに置き30分間覚醒を待った。Sham手術マウスは左冠動
脈の下に縫合糸を通しただけで縛らず、その他はすべて同じ作業を行った。その後心機能
は心エコー測定にてモニタリングし、心筋梗塞後1時間、6時間、1日、7日、8週間後に心
臓、脳、腎臓、脂肪組織、脾臓、肝臓、肺、精巣、筋肉、膵臓、胸腺、骨髄、耳(軟骨部
分を含まない皮膚、以下同じ)といった組織を摘出して液体窒素で速やかに凍結後-80℃
にて保存した。また心筋梗塞後1日、7日、8週間に尾静脈よりヘパリンリチウム処理済み
微量採血管(テルモ株式会社)で採血を行った。採取した血液はノボ・ヘパリン(持田製
薬株式会社)でリンスした1.5 mLチューブに移して15,000 rpm 5分間遠心し、上澄み(血
漿)を分離し-80℃にて保存した。臓器摘出用のマウスと血液採取用のマウスは別に用意
した。
1−2.心エコー測定
上記心筋梗塞モデルマウスが、適切に作製されていることを心エコーを用いて評価した
心エコー測定はToshiba Diagnostic Ultrasound System Machin (Aplio MX SSA-780A)
及びVevo2100 Imaging System(プライムテック株式会社)で心筋梗塞後1時間、6時間、1
日、7日、2週間、4週間、6週間、8週間のマウスで測定した。マウスは2-2.5%のisofluran
eにて麻酔後、心臓の動きをlong-axis 2D-mode viewとM-mode viewにて記録した。long-a
xis 2D-mode viewで拡張期と収縮期での空腔の直径を測定し、左心室の収縮機能は駆出率
(%EF)で評価した。%EF =[(EDv - ESv)/EDv ] × 100
EDv:拡張期末期の直径
ESv:収縮期末期の直径
冠動脈を結紮後、%EF値が低下しなかったマウスは、結紮失敗と見なし実験から排除し
た。また、結紮後、%EF値が低下したにもかかわらず、後日当該値の再上昇が認められた
マウスも、結紮が何らかの原因で解けたと判断し、実験から排除した。
1−3.代謝物質の解析
(1)代謝産物の抽出及び誘導化
脂肪、膵臓、精巣ではジルコニア(Zr)ビーズ(5 mm×2個、3 mm×5個、1.5 mm×50個
)の入った破砕用チューブ(バイオメディカルサイエンス社)に組織とメタノール(組織
100 mgに対して100 μL)を入れ、セルデストロイヤーPS1000(バイオメディカルサイエ
ンス社)で破砕した(4,260 rpm、45秒間を2回)。その後50mg相当の組織に500μLのメタ
ノール(内部標準である2-イソプロピルリンゴ酸を含む)を加え、セルデストロイヤーに
て混ぜ、サンプルとして使用した(4,260 rpm、45秒間を1回)。脾臓、肺ではZrビーズ(
5 mm×2個、3 mm×5個、1.5 mm×50個)の入った破砕用チューブに組織試料100mgと500μ
Lのメタノール(2-イソプロピルリンゴ酸0.5mg/mL水溶液20μLを含む)を加え、セルデス
トロイヤーで破砕したものをサンプルとした(4,260 rpm、45秒間を2回)。心臓、脳、腎
臓、肝臓、筋肉ではZrビーズ(5 mm×2個、3 mm×5個、1.5 mm×50個)の入った破砕用チ
ューブに組織試料と500μLのメタノール(2-イソプロピルリンゴ酸を含む)を加え、セル
デストロイヤーで破砕した(4260rpm、45秒間を2回)。その後15,000 rpmで15分間遠心し
て上澄みを別のチューブに移した。そのうち50 mg相当をさらに別の新しいチューブに移
してそれをサンプルとして使用した。血漿サンプルでは血漿サンプル10μLに500μLのメ
タノール(2-イソプロピルリンゴ酸を含む)を加えてボルテックスで30秒間撹拌し、10分
間室温においたものをサンプルとして使用した。これらのサンプルにMilli-Q水 200μLと
クロロホルム500μLを加えて、ボルテックスで30秒間撹拌し、7,100 rpmで5分遠心して水
層400μLを新しいチューブに回収した。そこにMilli-Q 200μLとクロロホルム 200μLを
加えて、再度ボルテックスで30秒間撹拌し、7,100 rpmで5分間遠心した。その後水層400
μLを限外濾過ユニットカップ(Hydrophlic PTFE membrane、0.2μm;ミリポア)に移し1
0,000 rpmで15分間遠心し、分析するまで-80℃にて保管した。サンプルは測定の前に10mg
もしくは10μL相当分のサンプルを減圧乾燥し、20 mg/mL メトキシアミン塩酸塩を含むピ
リジン溶液50μLを添加し37℃で90分間シェイカーにて振盪した。その後さらにN-メチル-
N-トリメチルシリルトリフルオロアセトアミド(MSTFA)を50μLを添加し37℃で30分間シ
ェイカーにて振盪し、トリメチルシリル化させた。
(2)GCMS測定
GCMSにはGCMS-TQ8030(島津製作所)を、GC用のキャピラリーカラムにはDB-5(30m x 内
径0.25 mm x 膜厚1.00 μm) (Agilent Technologies)を用いた。GCの昇温条件は100℃か
ら320℃までを4℃/分の速度で上昇させた。注入口温度は280℃とし、キャリアガスには
ヘリウムを用い、39.0cm/秒の速度で流した。電子イオン化のエネルギーは150 eVとし、
イオン源温度は200℃で、スキャンするm/zの範囲は45〜600とした。サンプルは1μLをイ
ンジェクションし、下記の条件で測定した。
心臓_Split1:25_検出器電圧+0.3kV
脳_Split1;25_検出器電圧+0.2kV
腎臓_Split1:25_検出器電圧+0.3kV
肝臓_Split1:25_検出器電圧+0.3kV
膵臓_Split1:25_検出器電圧+0.3kV
骨格筋_Split1:25_検出器電圧+0.2kV
脂肪組織_Split1:3_検出器電圧+0.2kV
血漿_Split1:10_検出器電圧+0.1kV
脾臓_Split1:25_検出器電圧+0.2kV
肺_Split1:25_検出器電圧+0.3kV
精巣_Split1:10_検出器電圧+0.3kV
胸腺_Split1:25_検出器電圧+0.3kV
(3)GCMSデータの解析
データ解析ソフトであるGCMS solution Ver. 4.2とGCMS代謝成分データベース(島津製
作所)を用いて検索を行った。対象項目は図28に記載の代謝物質とした。代謝物の同定
のために、推測された保持時間と少なくとも2つの特異的ピーク(ターゲットイオン、確
認イオン)のm/zの存在と比率を確認した。同定された代謝産物はターゲットイオンのピ
ーク面積を計測し、内部標準(2-イソプロピルリンゴ酸)のピーク面積とサンプル量で補
正した。
GCMSによって検出された代謝物質に関し、心筋梗塞モデルマウスで検出された代謝物質
の上記補正されたピーク面積の値をShamのこの代謝物質に対応する値で除し、その値([M
I/Sham]値ともいう)が1より大きい又は1より小さいものを、図29に示した。なお、
1つの代謝物質について複数種のトリメチルシリル化誘導体が存在する代謝物質について
は、複数種の誘導体合計の値をもとめた。
1−4.RNAの解析
(1)各組織からのRNA抽出(RNAseq用)
凍結保存された各組織をTRIzol Reagent (Life technologies)中で、PT 10-35 6T Polytr
on homogenizer (KINEATICA) にて組織をホモジナイズした。その後タンパク質を分離す
るため室温にて5分インキュベート後、1 mL のTRIzolに対して0.2mLのクロロホルムを加
え、チューブの蓋をした後に15秒間激しくボルテックスした。撹拌後3分室温でインキュ
ベートし、4℃で15分間12,000 gで遠心し、RNAを含む水相を新しいチューブに回収した。
回収した水相に等量の70%エタノールを加え撹拌後、RNeasy mini column (Qiagen)に700
μLずつアプライしRNeasy mini kit(Qiagen) 標準プロトコルに従って精製RNAを回収し
た。回収したRNAは1%アガロース電気泳動及びNanodrop にて品質及び濃度の確認を行っ
た。
(2)RNAseqデータの取得
上記試料を使用してRNAseqのデータを以下の手順で取得した。
i.品質検査
下記項目にて、受入サンプルの品質検定を行った。
・Nanodrop(分光光度計)を用いた濃度測定
・Agilent 2100 Bioanalyzerによる濃度測定・品質の確認
ii.サンプル調製
品質検定に合格したTotal RNAについて、500~1000ng のTotal RNAをテンプレートとして
イルミナ社TruSeq RNA Sample Prep Kit を用いて標準プロトコルに従い下記の要領でシ
ーケンス用ライブラリ調製を行った。
(a)Oligo-dT ビーズを用いたpoly(A)-RNAの精製
(b)poly(A)-RNA断片化
(c) 逆転写/2nd鎖cDNA合成
(d) 末端修復・3'A付加
(e) アダプターライゲーション
※アダプターには、各検体識別用のインデックスタグを含む。
(f) PCR増幅
(g) AMPure XP ビーズによる精製・低分子除去(<200bp)
iii.次世代シーケンサによるデータ取得
次世代シーケンサ「Illumina HiSeq」を使用し、Single-Read法 100塩基読み取りにより
塩基配列データを取得した。
(3)RNAseqデータの解析とheat map作成
(3−1)次世代シーケンサ出力データの解析
上記出力データについて、下記に挙げる情報処理を実施した。
i.ベースコール:出力された解析生データ(画像データ)より、塩基配列のテキスト
データを取得した。
ii.フィルタリング:所定のフィルタリングによるリードデータの選別を行った。
iii.Index配列による振り分け:Index情報による各サンプルデータの振り分けを行
った。
(3−2)出力されたデータの2次解析
Illumina Hiseqにて得られたデータファイル(Fastq形式)をローカルサーバーにダウ
ンロードしたGalaxy (https://usegalaxy.org/) 上にアップロードした。その後マウスゲ
ノムマップ情報mm9に各配列をマッピングするためにBowtie2(http://bowtie-bio.source
forge.net/bowtie2/index.shtml) を用いて解析した。Bowtie2で得られたBAMファイルを
Cufflinks (http://cole-trapnell-lab.github.io/cufflinks/) にて解析することで遺伝
子毎(図25に示す各遺伝子)にFPKM(RPKM)を算出した。
(3−3)RNAの分類
心筋梗塞モデルマウスでのRNA発現量(FPKM値)をSham手術マウスの対応するRNAの発現
量(FPKM値)で除した値(以下、[MI/Sham]ともいう)が1より大きいか1より小さい
RNAを4群、1.5より大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より大きいか0.5よ
り小さいRNAを6群、5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類した(図30)。
3群のRNAは、心筋梗塞モデルマウスにおいて、左冠動脈結紮後8週間以内に、被験器官(
心臓、大脳、肺、腎臓、脂肪組織、肝臓、骨格筋、精巣、脾臓、胸腺、骨髄、膵臓、耳)
において発現が認められる、すなわちFPKMの値が1以上となる遺伝子である。
さらに、RNAの解析を行った中で、MI/Shamが5より大きいRNA及び0.2より小さいRNAに
ついて、器官毎のRNA発現の経時的変化を図31に示した。
(4)cDNA合成とリアルタイムPCRによる相対的発現量定量
RNAの解析を行った中で、[MI/Sham]が、より大きい、又はより小さい遺伝子を選択
し、リアルタイムPCRで発現を確認した(図32)。
各組織から得られたTotal RNA 1 μgをcDNA合成のテンプレートとしOligo dT20プライ
マーを用いてSuperscrtipt III First-Strand Synthesis Supermix (Life technologies)
の標準プロトコルに従いcDNAを合成した。合成されたcDNAを10倍希釈したTEバッファー(
10mM Tris-HCl pH8.0、0.1 mM EDTA)にて20倍希釈した後 、LightCycler 480 SYBR Gree
n I Master (Roche) の標準プロトコルに従い、LightCycler480II (Roche) にてリアルタ
イムPCRを行いCp値を測定した。各遺伝子で得られたCp値はreference geneとしてβ2−
ミクログロブリン(B2m)もしくはMaeaのCp値と比較することでreference geneに対する
各遺伝子の相対的発現量を定量し、[MI/Sham]を求めた。リアルタイムPCRで使用した
プライマーペアは表10−1〜表10−3の通りである。ただし、Hba-aのプライマーセ
ットではHba-a1とHba-a2をPCRで区別することはできず、Hbb-bのプライマーセットではHb
b-b1、Hbb-bs及びHbb-btをPCRで区別することはできないため、サンプル中にHba-a1とHba
-a2、又はHbb-b1、Hbb-bs及びHbb-btが存在する場合には、発現量はその合計となる。
2.若年性認知症モデル
2−1.若年性認知症モデルマウス、及び器官摘出・血液採取
若年性認知症モデルマウスとしてSAMP8/Ta Slc(以下、「SAMP8」ともいう;日本SL
C株式会社)の雄を用い、コントロールマウスとしてSAMR1/Ta Slc(以下、「SAMR1」と
もいう;日本SLC株式会社)の雄を使用した。SAM系マウスは、竹田俊男(Jpn. J. Hyp
., 51, 569-578, 1996)で報告された老化促進モデルマウスである。
SAMP8及びSAMR1のそれぞれの系統のマウスにおいて8週齢(早期)、16週齢(中期)及
び32週齢(後期)の時点で各10匹につきステップスルーテストを実施し、初期、中期、後
期それぞれ6匹ずつマウスを選択した。
(1)ステップスルーテスト
1日目に馴化及び獲得試行を行い、2日目に再生試行を行った。各試行はシャトルボッ
クス(室町機械)を用いて行った。シャトルボックスは片側が明室、もう片側が暗室の構
造であり、2室の間に開閉式の仕切りがあり、暗室のみ通電を行った。
馴化ではマウスを明室に入れて、その10秒後に仕切りを開けた。マウスが暗室に移動し
た直後に仕切りを閉め、10秒間そのままにした。通電によるショックは与えなかった。
獲得試行ではマウスを明室に入れて、その10秒後に仕切りを開けた。ここから潜時(暗
室に移動するまでの時間)を最長300秒まで測定した。マウスが暗室に移動した場合は速
やかに仕切りを閉め。通電によるショック(0.2 mA,3秒)を1回負荷した。300秒経過し
ても、マウスが暗室に移動しない場合は、強制的に暗室に移動させて仕切りを閉め、通電
によるショック(0.2 mA,3秒)を1回負荷した。
再生試行では、マウスを明室に入れて、その10秒後に仕切りを開けた。ここから潜時(
暗室に移動するまでの時間)を最長300秒まで測定した。
(2)動物の選択及び群分け
それぞれの系統と週齢のマウスについて、ステップスルーテストの再生試行の潜時の平均
値を求めた。この平均値に再生試行の潜時が近い順に、それぞれ同じ動物種と週齢のマウ
スを6匹ずつ(RNA抽出用に3匹、代謝物質抽出用に3匹)選抜した。同じ潜時の場合は
、個体識別番号の小さいものを選抜した。
ステップスルーテストの結果を表6に示す。
(3)器官摘出・血液採取
代謝物質を抽出するために器官を採取するマウスについては、はじめに、イソフルラン
麻酔下で開腹し、注射筒と注射針を用いて腹部大静脈より採血した。得られた血液は微量
採血管(BD Microtainer Tubes with K2E(K2EDTA))に採取した。遠心分離まで氷中に
て保管し、遠心分離後、血漿分離した。得られた血漿は、-80℃にて保存した。採血後、
各器官を摘出するために、頸椎脱臼によりマウスを安楽死させ、14器官(心臓、脳、腎臓
、脂肪組織(精巣上体周囲)、褐色脂肪、脾臓、肝臓、肺、精巣、筋肉、膵臓、胸腺、胃
、大腸、を摘出した。摘出した器官は、湿重量を測定した後,液体窒素で速やかに凍結後
-80℃にて保存した。
RNAを抽出するために器官を摘出するマウスについては,無麻酔下で頸椎を脱臼させ,
安楽死させ、16器官(筋肉、褐色脂肪、心臓、肺、胸腺、腎臓、肝臓、大腸、胃、脂肪組
織(精巣上体周囲)、精巣、脾臓、膵臓、脳、耳、骨髄)を摘出し、湿重量を測定した後
,液体窒素で速やかに凍結後-80℃にて保存した。
2−2.代謝物質の測定
(1)代謝産物の抽出
脳、脂肪組織(精巣上体周囲)、褐色脂肪、脾臓、膵臓、精巣、胃、大腸、肝臓、腎臓
、肺、心臓、骨格筋はジルコニア(Zr)ビーズ(5 mm×5個、10 mm×1個)の入った破砕
用チューブ(バイオメディカルサイエンス社)に組織と内部標準物質(Solution ID: 304
-1002;HMT)を含む50%アセトニトリル(組織50 mgに対して1500μLの割合)を入れ、シ
ェイクマスターネオV.1.0(バイオメディカルサイエンス社)で破砕したものをサンプル
とした(1,500 rpm、60秒間を3回)。
胸腺は、ジルコニア(Zr)ビーズ(5 mm×1個、3 mm×5個)の入った破砕用チューブ(
バイオメディカルサイエンス社)に組織と内部標準物質(Solution ID: 304-1002;HMT)
を含む50%アセトニトリル(組織50 mgに対して1500μLの割合)を入れ、トミー精工、MS-
100Rで破砕した(1,500 rpm、60秒間を3回)。破砕が不十分な場合は、破砕されるまで行
った。
破砕後のサンプルを、遠心(2,300 X g 4℃ 5分間)し、上清800μLを限外濾過ユニッ
トカップ(UFC3LCCNB-HMT、5k;HMT)(9,100 X g 4℃ 5時間)を用いて限外濾過した。
限外濾過後のサンプルを減圧乾燥し、MiliQ 50μLに再溶解し、測定に供した。
血漿は、サンプル50μLに内部標準物質(Solution ID: 304-1002;HMT)を含むメタノ
ール450μL、クロロホルム500μL、MiliQ 200μLを加えて撹拌し、遠心(2,300 X g 4℃
5分間)し、上清400μLを限外濾過(UFC3LCCNB-HMT、5k;HMT)(9,100 X g 4℃ 5時間)
した。限外濾過後のサンプルを減圧乾燥し、減圧乾燥物をMiliQ 50μLに溶解し、測定に
供した。
(2)CE-MS測定
CE-MSには、Agilent CE-TOFMS system(Agilent Technologies 社)をCE用のキャピラ
リーカラムには、Fused silica capillary i.d. 50 μm × 80 cmを用いた。CE-の泳動用
バッファーには、カチオン用;Cation Buffer Solution (p/n : H3301-1001;HMT)、アニ
オン用Anion Buffer Solution (p/n : I3302-1023;HMT)を用いた。
<カチオン側測定条件>
サンプル注入条件を Pressure injection 50 mbar, 10 sec、CEの泳動電圧を27kVで電
気泳動を行った。電子イオン化のエネルギーを4,000Vとし、スキャンする範囲を50〜1000
とした。サンプルは、5nLをインジェクションした。
CE voltage : Positive, 27 kV
MS ionization : ESI Positive
MS capillary voltage : 4,000 V
MS scan range : m/z 50-1,000
Sheath liquid : HMT Sheath Liquid (p/n : H3301-1020)
<アニオン側測定条件>
サンプル注入条件を Pressure injection 50 mbar, 25 sec、CEの泳動電圧を30kVで電
気泳動を行った。電子イオン化のエネルギーを3,500Vとし、スキャンする範囲を50〜1000
とした。サンプルは、5nLをインジェクションした。
CE voltage : Positive, 30 kV
MS ionization : ESI Negative
MS capillary voltage : 3,500 V
MS scan range : m/z 50-1,000
Sheath liquid : HMT Sheath Liquid (p/n : H3301-1020)
(3)CE-MSデータの解析
図28に示す代謝物質について解析を行った。検出されたピークは、自動積分ソフトウ
ェアのMasterHands ver.2.16.0.15(慶應義塾大学開発)を用いて、シグナル/ノイズ (S/
N) 比が3 以上のピークを自動抽出し、質量電荷比 (m/z)、ピーク面積値、泳動時間 (Mig
ration time: MT)を用いて代謝物の同定を行った。対象項目は、HMT CE-MSアノテーショ
ンリストに記載の代謝物質とした。
同定された代謝産物はターゲットイオンのピーク面積を計測し、内部標準のピーク面積と
サンプル量で補正した。
SAMP8の代謝産物のピーク面積をSAMR1(コントロール)の代謝産物のピーク面積で除し
た値([SAMP8/Control]の値)を、図33に示した。
2−3.RNAの解析
(1)各組織からのRNA抽出
凍結保存された各組織をTRIzol Reagent (Life technologies)中で、Cell Destroyer PS1
000 (Pro Sense inc) あるいは、 PT 10-35 6T Polytron homogenizer (KINEATICA) にて
組織をホモジナイズした。その後タンパク質を分離するため室温にて5分インキュベート
後、1 mL のTRIzolに対して0.2mLのクロロホルムを加え、チューブの蓋をした後に15秒間
激しくボルテックスした。撹拌後3分室温でインキュベートし、4℃で15分間12,000 gで遠
心し、RNAを含む水相を新しいチューブに回収した。回収した水相に等量の70%エタノー
ルを加え撹拌後、RNeasy mini column (Qiagen)に700μLずつアプライしRNeasy mini kit
(Qiagen) 標準プロトコルに従って精製RNAを回収した。回収したRNAは1%アガロース電
気泳動及びNanodrop にて品質及び濃度の確認を行った。
(2)RNAseqデータの取得
上記試料を使用してRNAseqのデータを以下の手順で取得した。
i.品質検査
下記項目にて、受入サンプルの品質検定を行った。
・Agilent 2200 TapeStationSytemによる濃度測定・品質の確認
ii.サンプル調製
品質検定に合格したTotal RNAについて、500~1000ng のTotal RNAをテンプレートとし
てイルミナ社TruSeq RNA Sample Prep Kit を用いて標準プロトコルに従い下記の要領で
シーケンス用ライブラリ調製を行った。
(a)Oligo-dT ビーズを用いたpoly(A)-RNAの精製
(b)poly(A)-RNA断片化
(c) 逆転写/2nd鎖cDNA合成
(d) 末端修復・3'A付加
(e) アダプターライゲーション
※アダプターには、各検体識別用のインデックスタグを含む。
(f) PCR増幅
(g) AMPure XP ビーズによる精製・低分子除去(<200bp)
iii.次世代シーケンサによるデータ取得
次世代シーケンサ「Illumina HiSeq 4000」を使用し、Paired-End法 100塩基読み取り
により塩基配列データを取得した。
(3)RNAseqデータの解析とheat map作成
(3−1)次世代シーケンサ出力データの解析
上記出力データについて、下記に挙げる情報処理を実施した。
i.ベースコール:出力された解析生データ(画像データ)より、塩基配列のテキスト
データを取得した。
ii.フィルタリング:所定のフィルタリングによるリードデータの選別を行った。
iii.Index配列による振り分け:Index情報による各サンプルデータの振り分けを行
った。
(3−2)出力されたデータの2次解析
Illumina Hiseqにて得られたデータファイル(Fastq形式)をローカルサーバーにダウ
ンロードしたGalaxy (https://usegalaxy.org/) 上にアップロードした。その後マウスゲ
ノムマップ情報mm10に各配列をマッピングするためにBowtie2(http://bowtie-bio.sourc
eforge.net/bowtie2/index.shtml) を用いて解析した。Bowtie2で得られたBAMファイル
をCufflinks (http://cole-trapnell-lab.github.io/cufflinks/) にて解析することで遺
伝子毎(図26に示す各遺伝子)にFPKMを算出した。
(3−3)RNAの分類
SAMP8のRNA発現量(FPKM値)をSAMR1(コントロール)の対応するRNAの発現量(FPKM値
)で除した値(以下、[SAMP8/Control]ともいう)が1より大きいか1より小さいRNA
を4群、1.5より大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より大きいか0.5より
小さいRNAを6群、5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類した(図34)。3
群のRNAは、SMAP8が32週齢になるまでにおいて、いずれかの被験器官で発現が認められる
、すなわちFPKMの値が1以上となる遺伝子である。
さらに、RNAの解析を行った中で、7群のRNAについて、器官毎の経時的変化を図35に
示した。
3.神経膠腫モデル
3−1.神経膠腫モデルマウス、及び器官摘出・血液採取
7週齢の雄NOD/ShiJic-scid JCIマウスを、移植当日までに、バリカンを用いて頭部の毛
刈りを無麻酔下で行った。三種混合麻酔液((i)塩酸メデトミジン、商品名:ドミトール
、日本全薬工業株式会社、(ii)ミタゾラム、商品名:ドルミカム、アステラス、(iii)酒
石酸ブトルファノール、商品名:ベトルファール Meiji Seikaファルマ株式会社)の腹腔
内投与により、動物を深麻酔に誘導した。
脳定位固定装置(型番:68012、RWD社)を用いて、動物の頭部を固定し、頭部の皮膚を
切開して、頭蓋骨を露出させた。脳定位固定装置を操作して、移植部位の上部に位置する
頭蓋骨上に注射針を触れさせて、印を付けた。歯科用ドリルを用いて、頭蓋骨の印の箇所
に穴を開けた。
ヒト神経膠芽腫U87-MGの細胞懸濁液(移植細胞濃度:1×108 cells/mL)を充填したマ
イクロシリンジ(型番:80300、ハミルトン社)を脳定位固定装置に付属のManual Stereo
taxic Injector(型番:68606、RWD社)に取り付けた。マイクロシリンジの針の周囲に付
着した細胞懸濁液は拭取った。脳定位固定装置の電極ホルダーのダイアルを回し、マイク
ロシリンジの針先を移植部位の硬膜までゆっくりと下げた。硬膜を破り、脳脊髄液の流出
を確認した後、そこからゆっくりと脳実質内3 mmの深さまで刺入した。Manual Stereotax
ic Injector のダイアルを回し、2 μLの細胞懸濁液を2分間かけて注入した。逆流がない
こと、マイクロシリンジの目盛りが2 μL進んだことを確認した。注入後、5分間保持した
。その後、電極ホルダーのダイアルを逆方向にゆっくりと回し、マイクロシリンジの針を
2分間かけて抜いた。マイクロシリンジの針を抜いた後、細胞懸濁液が認められる場合、
滅菌ガーゼでふき取った。ナイロン製縫合糸で切開した部位を縫合した。塩酸アチパメゾ
ール(商品名:アンチセダン、日本全薬工業(株))を腹腔内に投与して、麻酔から覚醒
させて飼育ケージに戻した。なお、媒体移植群(コントロール)は細胞懸濁液の代わりに
媒体であるPBSのみを脳内に投与した。
移植3日目及び7日目に頚椎脱臼により動物を安楽死させ、16臓器(筋肉、褐色脂肪、心
臓、肺、腎臓、肝臓、大腸、胃、脂肪組織(精巣上体周囲)、精巣、脾臓、膵臓、左脳、
右脳、耳、骨髄)及び血液を採取し、湿重量を測定した後,液体窒素で速やかに凍結後-8
0℃にて保存した。
3−2.RNAの解析
各組織からのRNA抽出、RNAseqデータの取得、RNAseqデータの解析とheat map作成、出
力されたデータの2次解析は、上記「I.iOrgans」の2−1.及び2−3.にしたがった
神経膠腫モデルマウスでのRNAの発現量(FPKM値)をコントロール群マウスの対応するR
NAの発現量(FPKM値)で除した値(以下、[Glioma/Control]ともいう)が1より大き
いか1より小さいRNAを4群、1.5より大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より
大きいか0.5より小さいRNAを6群、5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類
した(図36)。3群のRNAは、神経膠腫を移植してから7日目までに、被験器官におい
て発現が認められる、すなわちFPKMの値が1以上となる遺伝子である。
さらに、RNAの解析を行った中で、7群のRNAについて、器官毎の経時的変化を図37に
示した。
4.ヒト腫瘍患者
4−1.ヒト腫瘍患者、及び健常人からの皮膚の採取・血液採取
ヒト検体の採取は、国立病院機構呉医療センター・中国がんセンター倫理審査委員会の
承認を得て実施された臨床研究「肺がん及び乳がん患者から採取した組織・体液の遺伝子
発現解析」の中で実施した。
乳がん患者女性1名、肺がん患者男性1名から血液を採取した。また、乳がん患者女性
2名、肺がん患者男性1名から皮膚を採取した。患者は、以下の基準に合致する者を選択
した。
(選択基準)
(1) 肺がん及び乳がんと診断され手術を施行予定の患者
肺がんは非小細胞肺がん臨床病期StageI〜StageIIの患者
乳がんは臨床病期StageI〜StageIIの患者
(2) 本研究計画について十分理解し、本人による同意が可能な患者
(3) 同意取得時における年齢が満20歳以上の患者
(除外基準)
(1) 研究者が被験者として適当でないと判断した患者
(2) HBs抗原陽性者、HBc抗体陽性者、HCV抗体陽性者、HIV感染者、
HTLV-1感染者、Syphilis陽性者
(3) 過去にがんの既往のある患者
(4) 心筋梗塞の既往のある患者
(5) 糖尿病の既往のある患者
(6) 腎臓疾患の既往のある患者
また健常人の女性5名から血液を採取した。また健常人の女性から胸部の皮膚は、BIOP
REDIC international社から入手した。
血液は、Tempus Blood RNA Tube(Thermo Fisher Scientific) に3mLを採取し、採
取後直ちにチューブを激しく10秒間振りまぜて血液と安定剤が均一に混合した後-20℃で
保管した。
皮膚は、使用時まで−80℃で保管した。
3−2.RNAの解析
各組織からのRNA抽出、RNAseqデータの取得、RNAseqデータの解析とheat map作成、出
力されたデータの2次解析は、上記「I.iOrgans」の2−1.及び2−3.にしたがった
乳がん患者の皮膚のRNAの発現量(FPKM値)を健常人の皮膚の対応するRNAの発現量(FP
KM値)で除した値を求めた。この値が1より大きいか1より小さいRNAを4群、1.5よ
り大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より大きいか0.5より小さいRNAを6群、
5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類した(図38)。3群のRNAは、FPKMの
値が1以上となるRNAである。
肺がん患者の皮膚のRNAの発現量(FPKM値)を健常人の皮膚の対応するRNAの発現量(FP
KM値)で除した値を求めた。この値が1より大きいか1より小さいRNAを4群、1.5よ
り大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より大きいか0.5より小さいRNAを6群、
5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類した(図39)。3群のRNAは、FPKMの
値が1以上となるRNAである。
なお健常人間でばらつきが大きかったRNAについては、結果から除外した。より具体的
には、一方の健常人のFPKMの値ともう一方の健常人のFPKMの値の比をとり、当該比が×0.
75〜×1.25に入るRNAについてグループ分けを行った。
FCGR3B、FPR1、HLA-DQA1、LINC00260、LOC286437、MALAT1、MIR1184-1、MIR1247、PRG4
、RPL21P44、RPPH1、RPS15AP10、SCARNA4、SNORA31、SNORA77、ZBTB20は、皮膚において
乳がん及び肺がん共に変動が大きかったため、癌のマーカーとなりうると考えられた。
また、乳がん患者の血液のRNAの発現量(FPKM値)を健常人の血液の対応するRNAの発現
量(FPKM値)で除した値を求めた。が1より大きいか1より小さいRNAを4群、1.5よ
り大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より大きいか0.5より小さいRNAを6群、
5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類した(図40)。3群のRNAは、FPKMの
値が1以上となるRNAである。
肺がん患者の血液のRNAの発現量(FPKM値)を健常人の血液の対応するRNAの発現量(FP
KM値)で除した値を求めた。この値が1より大きいか1より小さいRNAを4群、1.5よ
り大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より大きいか0.5より小さいRNAを6群、
5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類した(図41)。3群のRNAは、FPKMの
値が1以上となるRNAである。
なお健常人間でばらつきが大きかったRNAについては、結果から除外した。より具体的
には、健常人間で各RNAのFPKMの値の平均(AV)と標準偏差(SD)を求め、SD値をAV値で
除した値が0.25より小さいRNAについてグループ分けを行った。
HNRNPH2、HP、LOC283663、SNORA40、TCN2は、血液において乳がん及び肺がん共に変動
が大きかったため、癌のマーカーとなりうると考えられた。
5.実施例
R-iOrgansの理論にしたがって、特定器官以外の細胞又は組織から得られた各器官にお
ける器官連関指標因子のパターンから、特定器官の疾患、及び病気が予測できることを実
証するため、心筋梗塞モデル、若年性認知症モデル、神経膠腫モデルの各7群のRNAに関
し、病期毎に各器官でのRNAの発現パターンの相関係数を求めた。相関係数は、スピアマ
ンの順位相関法と、Zスコア法を改変して求めた。
また、2つの器官における器官連関指標因子のパターンの相関係数に基づいて類似度を
求めた。
5−1.スピアマンの順位相関
解析ソフトRの関数cor (method=”spearman”)を使用して、計算した。結果を表7−1
〜7−3に示す。
表7−1〜表7−3に示すように、同じ器官において、疾患が異なる場合、ρ値が、0.
55を下回ることが示された。また、同じ器官、同じ疾患であっても病期が異なる場合、ρ
値が、0.75を下回ることが示された。言い換えれば、標準データ1と被験データのρ値が
0.55以上であれば、被験データが標準データ1と同じ疾患を有すると判断することができ
、標準データ1と被験データのρ値が0.75以上であれば、被験データが標準データ1と同
じ病期であると判断することができると考えられた。
5−2.Zスコア応用法
被験データの遺伝子発現量を標準データの遺伝子発現量で遺伝子毎に割り、その値をlo
g2 でスケーリングした。スケーリングした値を xi とした(i=1,…,遺伝子数)。値 x_i
について、遺伝子全体での平均μ、分散 σ を求めた。
ここで、とある遺伝子i についてのzスコアzi は下式で表される。
これは、遺伝子iのスケーリング値 xiが、遺伝子全体の平均からどれだけ離れているか
を定量した値になる。ここでは、遺伝子iがどれだけ遺伝子全体に対して特異な発現変動
をしているかを表している。この値は0に近ければ特異な発現変動をしていないことを表
し、0から遠いほど特異な発現変動をしていることを表しす。このスケーリング値zi の中
央値(Z’)をとることで、特異な発現変動をした遺伝子の程度を定量することができる
解析には、Rを使用し数式1を計算するスクリプトを記述した。結果を表8−1〜8−3
に示す。
表8−1〜表8−3に示すように、同じ器官において、疾患が異なる場合、zi値が、0.
35より大きくなることが示された。また、同じ器官、同じ疾患であっても病期が異なる場
合、zi値が、0.15を下回ることが示された。言い換えれば、標準データ1と被験データの
zi値が0.35〜0の範囲であれば、被験データが標準データ1と同じ疾患を有すると判断す
ることができ、標準データ1と被験データのzi値が0.15〜0の範囲であれば、被験データ
が標準データ1と同じ病期であると判断することができると考えられた。
5−3.2つの器官における器官連関指標因子のパターンの相関係数に基づく類似度の算

2つの器官における器官連関指標因子のパターンの相関係数から、後述するSTZ投与マ
ウスと前述の心筋梗塞モデルマウスの器官連関指標因子のパターンの類似度を求めた。
心筋梗塞モデル(i)の各病期における脂肪組織(m)と骨髄(l)の間の器官連関指標因子(RN
Aの発現量(j))のパターンの相関係数を
とする。また、心筋梗塞モデル(i)の個体数を(n)とする。相関係数は上記スピアマンの順
位相関にしたがって算出した。今回の解析ではnは2である。
このときの脂肪組織と骨髄の間の器官連関指標因子のパターンの相関係数は確率モデル
p(下式)で表す。
(ここで、
は相関係数
のn数の平均、
は相関係数
のサンプル分散である。)
後述するSTZ投与モデルの脂肪組織と骨髄におけるRNAの発現量のパターンについても、
上記式を利用して、相関係数を求めた。この値を、
とする。
そのとき心筋梗塞モデルiに対する相関
の尤度
を以下の式で算出した。
脂肪組織と骨髄の2つの器官間について、心筋梗塞モデルとSTZ投与モデルで尤度を求め
た結果を表9−1に示す。
また、脂肪組織、骨髄、及び肝臓の3つの器官間でも、同様に心筋梗塞モデルとSTZ投
与モデルで尤度を求めた。はじめに心筋梗塞モデルの各病期における脂肪組織と骨髄の間
のRNAの発現量のパターンの相関係数、脂肪組織と肝臓の間のRNAの発現量のパターンの相
関係数、肝臓と骨髄の間のRNAの発現量のパターンの相関係数をそれぞれ求め、また、STZ
投与モデルの脂肪組織と骨髄の間のRNAの発現量のパターンの相関係数、脂肪組織と肝臓
の間のRNAの発現量のパターンの相関係数、肝臓と骨髄の間のRNAの発現量のパターンの相
関係数をそれぞれ求めた。
次に心筋梗塞モデルの病期毎に、心筋梗塞モデルにおける脂肪組織と骨髄の間のRNAの
発現量のパターンの相関係数とSTZ投与モデルの脂肪組織と骨髄の間のRNAの発現量のパタ
ーンの相関係数の尤度、心筋梗塞モデルにおける脂肪組織と肝臓の間のRNAの発現量のパ
ターンの相関係数とSTZ投与モデルの脂肪組織と肝臓の間のRNAの発現量のパターンの相関
係数の尤度、及び心筋梗塞モデルの肝臓と骨髄の間のRNAの発現量のパターンの相関係数
、STZ投与モデルの肝臓と骨髄の間のRNAの発現量のパターンの相関係数の尤度を求めた。
心筋梗塞モデルの病期毎にこれらの尤度の積を求めた。その値を表9−2に示す。
II. D-iOrgan
1.成獣マウスにおけるD-iOrgans解析
1−1.STZの投与と臓器の摘出
4週齢のオスC57BL/6NCr Slcマウスにストレプトゾトシン(STZ)の0.01%クエン酸緩衝
液溶液(pH4.5)を75mg/kgを3日間連続で腹腔内投与した(投与液量:10 mL/kg)。コン
トロール群には媒体の0.01%クエン酸緩衝液(pH4.5)を3日間連続で腹腔内投与した(投
与液量:10 mL/kg)。
STZまたは媒体投与後、翌日に臓器・組織(心臓、脳、腎臓、脂肪組織(精巣上体周囲)
、褐色脂肪、脾臓、肝臓、肺、精巣、筋肉、膵臓、胸腺、骨髄、胃、大腸、耳(皮膚))
を摘出した。
臓器・組織を摘出する動物は,解剖前日より一晩絶食にし、解剖当日にマウスの尾静脈
を切皮し簡易血糖測定器を用いて血糖値を測定した後、翌日に、無麻酔科で頸椎脱臼して
安楽死させ、臓器・組織を摘出し、湿重量を測定した後,液体窒素で速やかに凍結後-80
℃にて保存した。
STZ投与後のマウスの血糖値を表11に示した。
ここで、STZを長期(1週間以上)投与すると高血糖(一型糖尿病モデル)になるので
、本実施例では、高血糖になる以前での影響を各器官で測定した。したがって、本実施例
での各器官での遺伝子発現変動は、すでに一般的に知られている高血糖による全身性の変
化ではなく、抗がん剤としての作用を反映していると考えられる。
1−2.代謝物質の測定
代謝産物を脳、脂肪組織(精巣上体周囲)、褐色脂肪、脾臓、膵臓、精巣、胃、大腸、
肝臓、腎臓、肺、心臓、骨格筋、胸腺、血漿から抽出した。代謝物質の抽出方法、CE-MS
測定条件、及びCE-MSデータの解析は、上記「I.iOrgans」の2−1.及び2−2.にし
たがった。 測定結果を図42に示した。
1−3.RNAの解析
各組織からのRNA抽出、RNAseqデータの取得、RNAseqデータの解析とheat map作成、出
力されたデータの2次解析は、上記「I.iOrgans」の2−1.及び2−3.にしたがった
STZを使用したD-iOrgansでのRNA発現量(FPKM値)をコントロール群マウスの対応するR
NAの発現量(FPKM値)で除した値(以下、[STZ/Control]ともいう)が1より大きいか
1より小さいRNAを4群、1.5より大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より大き
いか0.5より小さいRNAを6群、5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類した
(図43)。
1−4.cDNA合成とリアルタイムPCRによる相対的発現量定量
RNAの解析を行った中で、[STZ/Control]が、より大きい、又はより小さい遺伝子を
選択し、リアルタイムPCRで発現を確認した。
「I.iOrgans」の及び2−3.(4)にしたがってリアルタイムPCRを行いCp値を測定
した。各遺伝子で得られたCp値はreference geneとしてβ2−ミクログロブリン(B2m)
もしくはMaeaのCp値と比較することでreference geneに対する各遺伝子の相対的発現量を
定量し、[STZ/Control]を求めた。リアルタイムPCRで使用したプライマーペアは表1
0−1〜表10−3の通りである。
リアルタイムPCRの結果を図44に示した。
図44に示された遺伝子の中で、Hampは、図30に示される心筋梗塞モデル(中期:1W
、耳:皮膚)でも変動が確認された。また、Saa1は、心筋梗塞モデル(中期:1W、心臓)
においても変動が確認された。Hampは鉄代謝に関わることが既に報告されている(http:/
/ghr.nlm.nih.gov/gene/HAMP)。この遺伝子の発現が心臓で上昇しているということは、
心臓で血中の鉄の心臓の細胞(心筋細胞、内皮細胞など)へのとりこみを上昇させる必要
が発生している可能性が示唆される。したがって、STZにより、心臓の細胞の鉄の量が減
少、つまり心臓が局所的に貧血状態にある可能性があると考えられた。さらに、心臓がHa
mpの発現を上昇させ、足りない鉄分を心臓の細胞へ取り込もうとしていると考えられた。
また、Saa1は炎症に関わることが報告されている(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/6
288)。STZ投与マウスにおいて、この遺伝子の発現が肝臓で上昇しているということは、
STZにより、肝臓が炎症反応をおこしている可能性が高いと考えられた。
2.マウス胎児におけるD-iOrgans解析
2−1.STZの投与と臓器の摘出
STZを75mg秤量し、0.01Mクエン酸緩衝液溶液(pH4.5)10mLに氷冷下で溶解した。
妊娠13日目のマウス(C57BL/6NCr Slc)に、用時調整した上記STZ溶液を3日間連続で1
日1回、腹腔内投与した(投与液量:10 mL/kg)。コントロール群には媒体の0.01Mクエ
ン酸緩衝液(pH4.5)を3日間連続で1日1回、腹腔内投与した(投与液量:10 mL/kg)。
妊娠16日目に、投薬群及びコントロール群のマウスを無麻酔下で頸椎脱臼によって安楽
死させ、母体から胎児4匹づつを摘出し、液体窒素で凍結し保管した。
2−2.RNAの解析
(1)RNAの抽出
凍結保存された胎児をTRIzol Reagent (Life technologies)中で、PT 10-35 GT Polytr
on homogenizer (KINEATICA) にて組織をホモジナイズした。その後タンパク質を分離す
るため室温にて5分インキュベート後、1 mL のTRIzolに対して0.2mLのクロロホルムを加
え、チューブの蓋をした後に15秒間激しくボルテックスした。撹拌後3分室温でインキュ
ベートし、4℃で15分間12,000 gで遠心し、RNAを含む水相を新しいチューブに回収した。
回収した水相に等量の70%エタノールを加え撹拌後、RNeasy mini column (Qiagen)に700
μLずつアプライしRNeasy mini kit(Qiagen) 標準プロトコルに従って精製RNAを回収し
た。回収したRNAは1%アガロース電気泳動及びNanodrop にて品質及び濃度の確認を行っ
た。
(2)RNAseqデータの取得
上記試料を使用してRNAseqのデータを以下の手順で取得した。
i.品質検査
下記項目にて、受入サンプルの品質検定を行った。
・Agilent 2100 Bioanalyzer <G2939A> (Agilent Technologies 社)による濃度測定
・品質の確認
ii.サンプル調製
品質検定に合格したTotal RNAについて、500~1000ng のTotal RNAをテンプレートとしてS
ureSelect Strand-Specific RNA ライブラリ調製キットを用いて次世代シークエンサー H
iSeq 用ライブラリを以下の工程に従い調製した。詳細はキットのプロトコールにしたが
った。
(a) Total RNA から、オリゴ(dT)磁性ビーズを用いて、poly (A)RNA (=mRNA) を回収
(b) RNA の断片化
(c) cDNA 合成
(d) 2 本鎖 cDNA 合成
(e) 末端修復、リン酸化、A テイル付加
(f) インデックス付アダプターのライゲーション
(g) 13 サイクルPCR
(h) 磁性ビーズによる精製
<ライブラリ調製>
試薬kit:SureSelect Strand-Specific RNA ライブラリ調製キット<G9691A> (Agilent Te
chnologies 社)
試薬:Actinomycin D<A1410> (Sigma 社)
試薬:DMSO (Molecular Biology Grade)<D8418> (Sigma 社)
試薬:Nuclease-free water (not DEPC-treated) <AM9930> (Ambion 社)
精製kit:AMPure XP ビーズ<A63880> (BECKMAN COULTER 社)
iii.次世代シーケンサによるデータ取得
次世代シーケンサ「Illumina HiSeq 2000」を使用し、Peared-End法 100塩基読み取りに
より塩基配列データを取得した。
(a) シーケンス試薬の添加
(b) 1塩基伸長反応
(c) 未反応塩基の除去
(d) 蛍光シグナルの取り込み
(e) 保護基と蛍光の除去
2Cycle…3Cycle…とサイクルを繰り返し、100 cycle まで実施。
(f) 逆鎖(Read2)について、(a)〜(f)を100 cycle まで実施
(2)RNAseqデータの解析とheat map作成
(2)−1.次世代シーケンサ出力データの解析
上記出力データについて、下記に挙げる情報処理を実施した。
i.ベースコール:出力された解析生データ(画像データ)より、塩基配列のテキスト
データを取得した。
ii.フィルタリング:所定のフィルタリングによるリードデータの選別を行った。
iii.Index配列による振り分け:Index情報による各サンプルデータの振り分けを行
った。
(2)−2.出力されたデータの2次解析
Illumina Hiseqにて得られたデータファイル(Fastq形式)をローカルサーバーにダウ
ンロードしたGalaxy (https://usegalaxy.org/) 上にアップロードした。その後マウスゲ
ノムマップ情報mm10に各配列をマッピングするためにBowtie2(http://bowtie-bio.sourc
eforge.net/bowtie2/index.shtml) を用いて解析した。Bowtie2で得られたBAMファイル
をCufflinks (http://cole-trapnell-lab.github.io/cufflinks/) にて解析することで遺
伝子毎にFPKMを算出した。
STZを使用したD-iOrgansでのRNA発現量(FPKM値)をコントロール群マウスの対応するR
NAの発現量(FPKM値)で除した値(以下、[STZ/Control]ともいう)が1より大きいか
1より小さいRNAを4群、1.5より大きいか0.67より小さいRNAを5群、2より大き
いか0.5より小さいRNAを6群、5より大きいか0.2より小さいRNAを7群に分類した
(図45)。
1 予測装置
2 予測装置
3 予測装置
4 入力部
5 表示部
6 装置
11 被験データ取得部
12 パターン類似度算出部
13 予測部
21 病期情報取得部
22 病期情報照合部
23 パターン抽出部
24 予測部
31 被験データ取得部
32 パターン類似度算出部
33 予測部
100 システム
101 CPU
102 メモリ
103 記録部
104 バス
105 インタフェース部
109 記録媒体
110 システム
120 システム

Claims (77)

  1. 下記の演算手段を有する、被験体の特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の
    存在、及び/又は病期を予測する装置:
    前記特定器官以外の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器官における器
    官連関指標因子の被験データを取得する被験データ取得手段、
    前記被験データ取得手段が取得した被験データと、あらかじめ決定された対応する器官
    連関指標因子の標準データ1とを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出
    するパターン類似度算出手段、及び
    前記パターン類似度算出手段で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
    して、前記特定疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測手段;
    ここで、
    前記被験データは、「前記被験体の前記特定器官以外の器官における器官連関指標因子
    の量(以下、「被験量」と称する)」と「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器
    官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(以下、「陰性対照量」と称す
    る)」との関係を表している、器官連関指標因子のパターンであり、
    前記標準データ1は、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官にお
    ける器官連関指標因子の量(以下、「陽性対照量1」と称する)」と「前記特定疾患を有
    さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(
    以下、「陰性対照量1」と称する)」との関係から、あらかじめ決定された器官連関指標
    因子のパターンである。
  2. 前記器官連関指標因子がRNAを含む、請求項1に記載の装置。
  3. 前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、請求項1又は2に記載の装置。
  4. 請求項1に記載の前記標準データ1の陽性対照量1と陰性対照量1との関係が、陽性対
    照量1と陰性対照量1との比率である、請求項1、2、及び3のいずれか一項に記載の装
    置。
  5. 前記特定器官が心臓であり、前記特定疾患が心筋梗塞である、請求項1から4のいずれ
    か一項に記載の装置。
  6. 前記特定器官が脳であり、前記特定疾患が認知症である、請求項1から4のいずれか一
    項に記載の装置。
  7. 前記特定疾患が腫瘍である、請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
  8. コンピュータに実行させたときに、被験体の特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称
    する)の存在、及び/又は病期を予測するための下記の処理を当該コンピュータに実施さ
    せるプログラム:
    前記特定器官以外の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器官における器
    官連関指標因子の被験データを取得する被験データ取得処理、
    前記被験データ取得処理で取得された被験データと、あらかじめ決定された対応する器
    官連関指標因子の標準データ1とを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算
    出するパターン類似度算出処理、及び
    前記パターン類似度算出処理で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
    して、前記特定疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測処理;
    ここで、
    前記被験データは、「前記被験体の前記特定器官以外の器官における器官連関指標因子
    の量(以下、「被験量」と称する)」と「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器
    官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(以下、「陰性対照量」と称す
    る)」との関係を表している、器官連関指標因子のパターンであり、
    前記標準データ1は、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官にお
    ける器官連関指標因子の量(以下、「陽性対照量1」と称する)」と「前記特定疾患を有
    さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(
    以下、「陰性対照量1」と称する)」との関係から、あらかじめ決定された器官連関指標
    因子のパターンである。
  9. 前記器官連関指標因子がRNAを含む、請求項8に記載のプログラム。
  10. 前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、請求項8、又は9に記載のプログラム。
  11. 請求項8に記載の前記標準データ1の陽性対照量1と陰性対照量1との前記関係が、陽
    性対照量と陰性対照量との比率である、請求項8、9、及び10のいずれか一項に記載の
    プログラム。
  12. 前記特定器官が心臓であり、前記特定疾患が心筋梗塞である、請求項8から11のいず
    れか一項に記載のプログラム。
  13. 前記特定器官が脳であり、前記特定疾患が認知症である、請求項8から11のいずれか
    一項に記載のプログラム。
  14. 前記特定疾患が腫瘍である、請求項8から11のいずれか一項に記載のプログラム。
  15. 下記の工程を含む、被験体の特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の存在、
    及び/又は病期を予測する方法:
    (1)前記特定器官以外の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器官にお
    ける器官連関指標因子の被験データと、あらかじめ決定された対応する器官連関指標因子
    の標準データ1とを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出する工程、及

    (2)前記工程(1)において算出された器官連関指標因子のパターンの類似度が「類
    似している」と決定された場合に、前記被験体が前記標準データに対応する特定疾患であ
    ると決定する工程、及び/又は
    前記工程(1)において算出された器官連関指標因子のパターンの類似度が「類似して
    いる」と決定された場合に、前記標準データ1に対応する特定疾患の病期であると決定す
    る工程;
    ここで、
    前記被験データは、「前記被験体の前記特定器官以外の器官における器官連関指標因子
    の量(以下、「被験量」と称する)」と「前記特定疾患を有さない陰性対照の前記特定器
    官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(以下、「陰性対照量」と称す
    る)」との関係を表している、器官連関指標因子のパターンであり、
    前記標準データ1は、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官にお
    ける器官連関指標因子の量(以下、「陽性対照量1」と称する)」と「前記特定疾患を有
    さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(
    以下、「陰性対照量1」と称する)」との関係から、あらかじめ決定された器官連関指標
    因子のパターンである。
  16. 前記工程(1)の前に、さらに下記の工程を含む、請求項15に記載の方法:
    (i)被験体の特定器官以外の器官由来の細胞又は組織から、器官連関指標因子を抽出す
    る工程、
    (ii)(i)で抽出した器官連関指標因子を同定及び定量する工程、並びに
    (iii)前記工程(ii)で定量した当該器官連関指標因子の量から、器官連関指標因
    子の被験データを決定する工程。
  17. 前記器官連関指標因子がRNAを含む、請求項15、又は16に記載の方法。
  18. 前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、請求項15、16、及び17のいずれか一項
    に記載の方法。
  19. 請求項15に記載の前記標準データ1の陽性対照量1と陰性対照量1との前記関係が、
    陽性対照量1と陰性対照量1との比率である、請求項15から18のいずれか一項に記載
    の方法。
  20. 前記特定器官が心臓であり、前記特定疾患が心筋梗塞である、請求項15から19のい
    ずれか一項に記載の方法。
  21. 前記特定器官が脳であり、前記特定疾患が認知症である、請求項15から19のいずれ
    か一項に記載の方法。
  22. 前記特定疾患が腫瘍である、請求項15から19のいずれか一項に記載の方法。
  23. 下記の工程を含む、被験体の特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の存在、
    及び/又は病期を予測するために使用される、器官連関指標因子のパターンの標準データ
    1の作成方法:
    (A)ゴールデンスタンダードの陽性対照の前記特定疾患の病期毎の前記特定器官以外
    の器官由来の細胞又は組織における器官連関指標因子の量の情報を取得する工程;
    (B)ゴールデンスタンダードの陰性対照の前記特定器官以外の器官由来の細胞又は組
    織における器官連関指標因子の量の情報を取得する工程;
    (C)前記工程(A)で得られた「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外
    の器官における器官連関指標因子の量」と前記工程(B)で得られた「前記特定疾患を有
    さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量」
    との関係(好ましくは比率)から、器官連関指標因子のパターンを決定する工程;及び
    (D)前記器官連関指標因子のパターンを、前記特定疾患の各病期に対応付ける工程。
  24. 請求項23に記載の方法により作成される、被験体の特定器官の疾患の存在、及び/又
    は病期を予測するために使用される、器官連関指標因子のパターンの標準データ1。
  25. 下記の演算手段を有する、特定器官に疾患を有する被験体における当該特定器官以外の
    1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する装置:
    前記被験体における前記特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の病期の情報
    を取得する病期情報取得手段、
    前記病期情報取得手段が取得した病期の情報と、標準データ2とを照合する病期情報照
    合手段、
    前記病期情報照合手段で得られた結果から、前記被験体における前記特定器官以外の1
    種以上の器官の器官連関指標因子のパターンを抽出するパターン抽出手段、及び
    前記パターン抽出手段で得られた器官連関指標因子のパターンを指標にして、前記特定
    器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測手段;
    ここで、
    前記標準データ2は、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官にお
    ける器官連関指標因子の量(以下、「陽性対照量2」と称する)」と「前記特定疾患を有
    さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(
    以下、「陰性対照量2」と称する)」との関係から、前記特定疾患の病期毎に、あらかじ
    め決定された器官連関指標因子のパターンである。
  26. 前記器官連関指標因子がRNAを含む、請求項25に記載の装置。
  27. 前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、請求項25、又は26に記載の装置。
  28. 請求項25に記載の前記標準データ2の陽性対照量2と陰性対照量2との前記関係が、
    陽性対照量2と陰性対照量2との比率である、請求項25から27のいずれか一項に記載
    の装置。
  29. 前記特定器官が心臓であり、前記特定疾患が心筋梗塞である、請求項25から28のい
    ずれか一項に記載の装置。
  30. 前記特定器官が脳であり、前記特定疾患が認知症である、請求項25から28のいずれ
    か一項に記載の装置。
  31. 前記特定疾患が腫瘍である、請求項25から28のいずれか一項に記載の装置。
  32. コンピュータに実行させたときに、特定器官に疾患を有する被験体における当該特定器
    官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測するための下記の処理を当
    該コンピュータに実施させるプログラム:
    前記被験体における前記特定器官の疾患(以下、「特定疾患」と称する)の病期の情報
    を取得する病期情報取得処理、
    前記病期情報取得処理で取得された病期の情報と、標準データ2とを照合する病期情報
    照合処理、
    前記病期情報照合処理で得られた結果から、前記被験体における前記特定器官以外の1
    種以上の器官の器官連関指標因子のパターンを抽出するパターン抽出処理、及び
    前記パターン抽出処理で得られた器官連関指標因子のパターンを指標にして、前記特定
    器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する予測処理;
    ここで、
    前記標準データ2は、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官にお
    ける器官連関指標因子の量(以下、「陽性対照量2」と称する)」と「前記特定疾患を有
    さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(
    以下、「陰性対照量2」と称する)」との関係から、前記特定疾患の病期毎に、あらかじ
    め決定された器官連関指標因子のパターンである。
  33. 前記器官連関指標因子がRNAを含む、請求項32に記載のプログラム。
  34. 前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、請求項32、又は33に記載のプログラム。
  35. 請求項32に記載の前記標準データ2の陽性対照量2と陰性対照量2との前記関係が、
    陽性対照量2と陰性対照量2との比率である、請求項32、33、及び34のいずれか一
    項に記載のプログラム。
  36. 前記特定器官が心臓であり、前記特定疾患が心筋梗塞である、請求項32から35のい
    ずれか一項に記載のプログラム。
  37. 前記特定器官が脳であり、前記特定疾患が認知症である、請求項32から35のいずれ
    か一項に記載のプログラム。
  38. 前記特定疾患が腫瘍である、請求項32から35のいずれか一項に記載のプログラム。
  39. 下記の工程を含む、特定器官に疾患を有する被験体における当該特定器官以外の1種以
    上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測する方法:
    (i)前記被験体の診断結果から、前記被験体における前記特定器官の疾患(以下、「特
    定疾患」と称する)の病期の情報を取得する工程、
    (ii)前記工程(i)で取得された前記病期の情報と、標準データ2を照合する工程、
    (iii)前記工程(ii)で取得された照合結果に基づいて、標準データ2の中から前
    記病期の情報と対応する特定疾患の病期の標準データαを決定し、前記被験体の病期に対
    応する前記被験体における特定器官以外の1種以上の器官の器官連関指標因子のパターン
    を標準データαの中から抽出する工程、
    (iv)前記工程(iii)で抽出された器官連関指標因子のパターンを公知の疾患、及
    び/又は前記疾患の病期における器官連関指標因子の情報と照合して、前記被験体の特定
    器官以外の器官の器官連関指標因子のパターンに対応する前記特定器官以外の器官の疾患
    の存在及び/又は当該疾患の病期を決定する工程、及び
    (v)前記工程(iv)において決定された前記特定器官以外の器官の疾患を、前記被験
    体が罹患している可能性のある疾患であると、さらに決定する工程、及び/又は
    前記工程(iv)において決定された前記特定器官以外の器官の疾患の病期を、前記被験
    体が罹患している疾患の病期であるとさらに決定する工程;
    ここで、
    前記標準データ2は、「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官以外の器官にお
    ける器官連関指標因子の量(以下、「陽性対照量2」と称する)」と「前記特定疾患を有
    さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子の量(
    以下、「陰性対照量2」と称する)」との関係から、前記特定疾患の病期毎に、あらかじ
    め決定された器官連関指標因子のパターンである。
  40. 前記器官連関指標因子がRNAを含む、請求項39に記載の方法。
  41. 前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、請求項39、又は40に記載の方法。
  42. 請求項39に記載の前記標準データ2の陽性対照量2と陰性対照量2との関係が、陽性
    対照量2と陰性対照量2との比率である、請求項39、40、及び41のいずれか一項に
    記載の方法。
  43. 前記特定器官が心臓であり、前記特定疾患が心筋梗塞である、請求項39から42のい
    ずれか一項に記載の方法。
  44. 前記特定器官が脳であり、前記特定疾患が認知症である、請求項39から42のいずれ
    か一項に記載の方法。
  45. 前記特定疾患が腫瘍である、請求項39から42のいずれか一項に記載の方法。
  46. 下記の工程を含む、特定器官に疾患を有する被験体において当該特定器官以外の1種以
    上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測するために使用される、器官連関指標因子
    のパターンの標準データ2の作成方法:
    (A’)ゴールデンスタンダードの陽性対照の前記特定器官の疾患(以下、「特定疾患
    」と称する)の病期毎の前記特定器官以外の器官由来の細胞又は組織における器官連関指
    標因子の量の情報を取得する工程;
    (B’)ゴールデンスタンダードの陰性対照の前記特定器官以外の器官由来の細胞又は
    組織における器官連関指標因子の量の情報を取得する工程;
    (C’)前記工程(A’)で得られた「前記特定疾患を有する陽性対照の前記特定器官
    以外の器官における器官連関指標因子の量」と前記工程(B’)で得られた「前記特定疾
    患を有さない陰性対照の前記特定器官以外の器官と同一の器官における器官連関指標因子
    の量」との関係(好ましくは比率)から、器官連関指標因子のパターンを決定する工程;
    及び
    (D’)前記器官連関指標因子のパターンを、前記特定疾患の各病期に対応付ける工程
  47. 請求項46に記載の方法により作成される、特定器官に疾患を有する被験体において当
    該特定器官以外の1種以上の器官の疾患の存在、及び/又は病期を予測するために用いる
    、器官連関指標因子のパターンの標準データ2。
  48. 下記の演算手段を有する、被験物質の効能又は副作用を予測する装置:
    前記被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器
    官における器官連関指標因子の被験データXと、あらかじめ決定された対応する器官連関
    指標因子の標準データYとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出する
    パターン類似度算出手段、及び
    前記パターン類似度算出手段で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
    して、前記1種以上の器官における、及び/又は前記1種以上の器官以外の器官における
    被験物質の効能又は副作用を予測する予測手段。
  49. 前記被験データXが、「前記被験物質が投与された個体の器官における器官連関指標因
    子の量」と「陰性対照の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係を表してい
    る、器官連関指標因子のパターンである、請求項48に記載の装置。
  50. 前記標準データYが、
    Y1:「既に機能が知られている器官連関指標因子の量」からあらかじめ決定された器官
    連関指標因子のパターンの標準データである、請求項48又は49に記載の装置。
  51. 前記標準データYが、
    Y2:「既存物質が投与された個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対照
    の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係から、あらかじめ決定された器官
    連関指標因子のパターンである、請求項48又は49に記載の装置。
  52. 前記標準データYが、
    Y3:「疾患を有する陽性対照の個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対
    照の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係から、あらかじめ決定された器
    官連関指標因子のパターンである、請求項48又は49に記載の装置。
  53. 前記器官連関指標因子がRNAを含む、請求項48から52のいずれか一項に記載の装
    置。
  54. 前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、請求項48から52のいずれか一項に記載の
    装置。
  55. コンピュータに実行させたときに、被験物質の効能又は副作用を予測するための下記の
    処理を当該コンピュータに実施させるプログラム:
    前記被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られた各器
    官における器官連関指標因子の被験データXと、あらかじめ決定された対応する器官連関
    指標因子の標準データYとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算出する
    パターン類似度算出処理、及び
    前記パターン類似度算出処理で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標に
    して、前記1種以上の器官における、及び/又は前記1種以上の器官以外の器官における
    被験物質の効能又は副作用を予測する予測処理。
  56. 前記被験データXが、「前記被験物質が投与された個体の器官における器官連関指標因
    子の量」と「陰性対照の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係を表してい
    る、器官連関指標因子のパターンである、請求項55に記載のプログラム。
  57. 前記標準データYが、
    Y1:「既に機能が知られている器官連関指標因子の量」からあらかじめ決定されたパタ
    ーンである、請求項55又は56に記載のプログラム。
  58. 前記標準データYが、
    Y2:「既存物質が投与された個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対照
    の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係から、あらかじめ決定された器官
    連関指標因子のパターンである、請求項55又は56に記載のプログラム。
  59. 前記標準データYが、
    Y3:「疾患を有する陽性対照の個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対
    照の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係から、あらかじめ決定された器
    官連関指標因子のパターンである、請求項55又は56に記載のプログラム。
  60. 前記器官連関指標因子がRNAを含む、請求項55から59のいずれか一項に記載のプ
    ログラム。
  61. 前記器官連関指標因子が代謝物質の存在を含む、請求項55から59のいずれか一項に
    記載のプログラム。
  62. 請求項48から54のいずれか一項に記載の前記パターン類似度算出手段及び前記予測
    手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
  63. 下記の工程を含む、被験物質の効能又は副作用を予測する方法:
    (1)前記被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組織から得られ
    た各器官における器官連関指標因子の被験データXと、あらかじめ決定された対応する器
    官連関指標因子の標準データYとを比較して、器官連関指標因子のパターンの類似度を算
    出する工程、及び
    (2)前記工程(1)で得られた器官連関指標因子のパターンの類似度を指標にして、
    前記1種以上の器官における、及び/又は前記1種以上の器官以外の器官における被験物
    質の効能又は副作用を予測する工程。
  64. 前記被験データXが、「前記被験物質が投与された個体の器官における器官連関指標因
    子の量」と「陰性対照の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係を表してい
    る、器官連関指標因子のパターンである、請求項63に記載の方法。
  65. 前記標準データYが、
    Y1:「既に機能が知られている器官連関指標因子の量」からあらかじめ決定されたパタ
    ーンである、請求項63又は64に記載の方法。
  66. 前記標準データYが、
    Y2:「既存物質が投与された個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対照
    の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係から、あらかじめ決定された器官
    連関指標因子のパターンである、請求項63又は64に記載の方法。
  67. 前記標準データYが、
    Y3:「疾患を有する陽性対照の個体の器官における器官連関指標因子の量」と「陰性対
    照の同一の器官における器官連関指標因子の量」との関係から、あらかじめ決定された器
    官連関指標因子のパターンである、請求項63又は64に記載の方法。
  68. 前記工程(1)の前に、さらに(i)被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来
    の細胞又は組織から得られた各器官における器官連関指標因子の被験データXの情報を取
    得する工程を含む、請求項63から67に記載の方法。
  69. 前記工程(i)が、前記被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組
    織から得られた各器官における器官連関指標因子の量から、器官連関指標因子の被験デー
    タXを決定する工程を含む、請求項68に記載の方法。
  70. 前記工程(i)が、前記被験物質が投与された個体の1種以上の器官由来の細胞又は組
    織より抽出された当該器官連関指標因子を同定、又は定量する工程を含む、請求項69に
    記載の方法。
  71. 前記工程(i)の前に、さらに下記の工程を含む、請求項68から70のいずれか一項
    に記載の方法:
    (ii)前記被験物質を用意する工程、
    (iii)前記個体を用意する工程、
    (iv)前記工程(iii)で用意された前記個体に、前記工程(ii)で用意された前
    記被験物質を投与する工程、
    (v)前記工程(iv)で前記被験物質が投与された前記個体から前記器官を摘出する工
    程、
    (vi)前記工程(v)で摘出された前記器官より前記細胞又は組織を採取する工程。
  72. 前記器官連関指標因子がRNAを含む、請求項68から71のいずれか一項に記載の方
    法。
  73. 前記器官連関指標因子が代謝物質を含む、請求項68から71のいずれか一項に記載の
    方法。
  74. 下記の工程を含む、被験物質の効能又は副作用を予測するために用いられる、器官連関
    指標因子のパターンの標準データYの作成方法:
    (1)既存物質が投与された個体の器官由来の細胞又は組織から、及び/又は、陰性対照
    の器官由来の細胞又は組織から、及び/又は、疾患を有する陽性対照の個体の器官由来の
    細胞又は組織から、器官連関指標因子を抽出する工程、
    (2)前記工程(1)で抽出した器官連関指標因子を同定及び定量する工程、並びに
    (3)前記工程(2)で定量した当該器官連関指標因子の量から、器官連関指標因子の標
    準データYを決定する工程。
  75. 被験体の特定器官の疾患の存在、並びに/又は病期を予測する方法、及び/若しくは被
    験物質の効能又は副作用を予測する方法において、前記特定器官以外の1種以上の器官由
    来の細胞又は組織から得られた各器官における器官連関指標因子の被験データを得るため
    に使用される、明細書中「1.用語の説明」及び「8.マイクロアレイ及びキット」の項
    に記載の1〜8群からなる群より選択される少なくとも1つの群を検索可能なプローブを
    搭載したマイクロアレイ。
  76. 請求項2、4、5、6、7、26、28、29、30、31のいずれか一項に記載の装
    置に組み込まれるものである、請求項75に記載のマイクロアレイ。
  77. 被験体の特定器官の疾患の存在、並びに/又は病期を予測する方法、及び/若しくは被
    験物質の効能又は副作用を予測する方法において、前記特定器官以外の1種以上の器官由
    来の細胞又は組織から得られた各器官における器官連関指標因子の被験データを得るため
    に使用される、明細書中「1.用語の説明」及び「8.マイクロアレイ及びキット」の項
    に記載の1〜8群からなる群より選択される少なくとも1つの群を検索可能なプローブを
    搭載したマイクロアレイを含むキット。
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