ライフサイエンスデータベース統合推進事業（統合化推進プログラム）
研究開発実施報告書 様式

研 究 開 発 実 施 報 告□概要
研究開発課題名

ゲノム・疾患・医薬品のネットワークデータベース

開発対象データベー
スの名称（URL）
研究代表者氏名KEGG MEDICUS(https://www.kegg.jp/kegg/medicus/)

所属・役職

京都大学 化学研究所 特任教授

金久 實

□目次
§1. 研究実施体制 ............................................................. 2§2. 研究開発対象とするデータベース・ツール等 ........... 3（1）データベース一覧 ............................................... 3（2）ツール等一覧 ...................................................... 3§3. 実施内容 .................................................................... 4（1）本年度の研究開発計画と達成目標 ...................... 4（2）進捗状況 ............................................................. 4§4. 成果発表等 ................................................................. 6（1）原著論文発表 ...................................................... 6① 論文数概要....................................................... 6② 論文詳細情報 ................................................... 6（2） その他の著作物（総説、書籍など） ............... 6（3） 国際学会および国内学会発表 .......................... 6① 概要 ................................................................. 6② 招待講演 .......................................................... 6③ 口頭講演 .......................................................... 7④ ポスター発表 ................................................... 7（4）知的財産権の出願 ............................................... 7（5）受賞・報道等 ...................................................... 7§5. 研究開発期間中に主催した活動（ワークショップ等）......................................................................................... 7
1. 進捗ミーティング .................................................... 7
2. 主催したワークショップ、シンポジウム、アウトリー
チ活動等 ....................................................................... 7§1. 研究実施体制
グループ名

研究代表者グループ研究代表者または主たる共同研究者
氏名

金久 實

所属機関・役職名

京都大学・特任教授

研究題目

ゲノム・疾患・医薬品のネットワークデータベース§2. 研究開発対象とするデータベース・ツール等（1）データベース一覧
No.

名称

1

KEGG MEDICUS

別称・略称

URL

https://www.kegg.jp/kegg/medicus/（2）ツール等一覧
No.

名称

1

医薬品相互作用チェック

別称・略称

URL

https://www.kegg.jp/medicus-bin/ddi_manager

§3. 実施内容（1）本年度の研究開発計画と達成目標
本研究開発では、ゲノムの情報から疾患や医薬品に関する知見を得るための新しいデータベースとして、ヒトゲノムのバリエーション（多様性）を、生体システムを構成するネットワーク要素のバリエーションとして蓄積した KE

GG NETWORK を開発する。KEGG MEDICUS にはこれまでの疾患情報と医薬品情報に加えて、バリアントを含むネットワーク情報が統合され、クリニカルシークエンシングデータの解釈や医薬品標的分子の探索など、ゲノム情報有効利用のための新たなレファレンスリソースして提供する。本計画においては「ネットワークデータベース」と「ネットワーク解析」の新規開発項目、および「KEGG MEDICUS 統合リソース」の継続開発項目を設定して研究開発を進める。

本研究初年度の 2017 年度は KEGG NETWORK データベースの最初のバージョンとして、がん関連のネットワーク要素をデータベース化し、年度内に公開することを目指す。そのため「ネットワークデータベース」の開発項

目では、まず論文等から知識を集約する方法論の確立、データベース入力編集システムの開発、データベース公開用ファイル作成システムの開発を行い、実際のデータベース化では、がん関連のシグナル伝達ネットワークおよび遺伝子発現ネットワークに対して、遺伝子バリアント、ウイルス、医薬品などが与える影響を蓄積する。「ネットワーク解析」の開発項目では、フラットファイルを用いた DBGET 検索システムとリレーショナルデータベースを用いた KEGG MEDICUS 検索システムに KEGG NETWORK を組み込み、ID、定義、遺伝子名などのキーワードでネットワークエントリの検索ができるようにする。「KEGG MEDICUS 統合リソース」の開発項目では、疾患情報（KEGG DISEASE）と医薬品情報（KEGG DRUG）を継続的に維持･発展させ、ネットワーク情報（KEGG NETWORK）との対応づけによる統合化を行う。

（2）進捗状況
１．ネットワークデータベース「ネットワークデータベース」は本研究で最重要の新規開発項目である。2017 年 5 月末までに方法論の確立と入力編集システムの開発を行い、6 月からがんのシグナル伝達ネットワークや関連する遺伝子バリアントのデータ入力を開始した。当初計画通りに、がん関連のネットワーク要素として、シグナル伝達、転写制御、ウイルスタンパク質相互作用、医薬品・標的相互作用についてデータベース化を行い、当初計画を前倒しして 12 月 1 日に KEGG NETWORK の最初のバージョンを KEGG MEDICUS (https://www.kegg.jp/kegg/medicus/) の一部として公開した。KEGG PATHWAY にある 17 個の個別がんパスウェイマップ、転写調節不全とウイルス発がんに関する2 個のがん全体像マップ、および 6 個のがんウイルス感染パスウェイマップを出発点とし、論文等からの知識集約を行った結果、3 月末の時点では KEGG NETWORK に 296 のネットワーク要素、それに付随した KEGG VARIANT に 135 の遺伝子バリアントが含まれている（表１）。遺伝子バリアントには dbSNP、ClinVar、COSMIC などの外部データベースとの対応づけを行ったが、論文に報告された重要なバリアントがこれらのデータベースには登録されていなかったり、対応すると思われるデータが大量にあってどれを選ぶべきかが分からない、といったことがしばしばあることが明らかとなった。当初はクリニカルシークエンスデータの解釈の際に外部データベースの ID を K

EGG のバリアント ID に変換して利用される形態を想定していたが、これが現実的ではないことから、今後はまずヒト遺伝子 ID で KEGG に対応づけ、その後でバリアント情報を調べるような利用形態を考えることとした。
２．ネットワーク解析

「ネットワーク解析」は「ネットワークデータベース」に付随した新規開発項目である。当初計画通りに既存の DB

GET 検索システムと KEGG MEDICUS リレーショナルデータベース検索システムに組み込んで、ネットワークエントリとバリアントエントリを検索できるようにした。またネットワーク可視化ツールとして、複数のネットワーク要素を並べてグラフィカルに表示するネットワークバリエーションマップのインターフェースを開発し、10 月のトーゴーの日シンポジウムまでには試験運用を始め、12 月 1 日に一般公開した。また、がんに特化したツールとして、KEGG PA
THWAY のシグナル伝達グローバルマップの中で各ネットワーク要素を見ることができる Cancer Network Viewer も開発し提供した。

3. KEGG MEDICUS 統合リソース

これは継続開発項目である。KEGG DISEASE 疾患データベースについては新規エントリの作成と、病因遺伝子の情報を中心に既存エントリの全体的な見直しを行った。KEGG DRUG 医薬品データベースについても新規エントリの作成と、標的分子と薬物代謝を中心にアノテーションの全体的な見直しを行った。また毎月更新される日米の医薬品添付文書データと KEGG DRUG の対応づけも継続して行った。さらに疾患情報と医薬品情報の相互リンクについては、添付文書に記載された適応症情報（日本語版と英語版で異なることがあり得る）に限定して集積することとした。従来は疾患を報告した文献等に記載された医薬品情報も考慮していたが、実用的な観点から実際に使われていない医薬品との対応関係は除外することにした。また KEGG DISEASE で定義している疾患を医薬品添付文書にある適応症とできるだけ一致させるため、新規エントリの作成や既存エントリの結合･分割、並びに疾患エントリ間の階層関係（疾患名の階層関係）を明示をする作業も行っている。表１には KEGG MEDICUSを構成するデータベースに含まれるデータ数を 1 年前と比較して示した。
表１．KEGG MEDICUS のデータ数
KEGG NETWORKKEGG VARIANT
KEGG DISEASE
KEGG DRUG

KEGG DGROUP

KEGG ENVIRON

2018/4/1296

2017/4/1

10,506

10,440

135

2,036
2,052
856

1,773

2,000850

なお、KEGG MEDICUS ウェブサイトへのユニーク訪問者数は、2016 年度の月間平均が 252,491 であったのに対し、2017 年度の月間平均は 695,196 で大幅に増加した。

§4. 成果発表等（1）原著論文発表① 論文数概要
種別

発行済論文

②

国内外

件数

0件

国内（和文）

2件

国際（欧文）

未発行論文

国内（和文）(accepted, in press 等)

国際（欧文）

0件
1件

論文詳細情報1. Minoru Kanehisa, “Enzyme annotation and metabolic reconstruction using KEGG”, In "Enzyme Annotation and Metabolic Reconstruction Using KEGG." (Kihara, D., ed.), Humana Press, M
ethods in Molecular Biology, vol. 1611, pp. 135-145, 2017 (DOI: 10.1007/978-1-4939-7015-5_11).

2. Minoru Kanehisa, “Inferring antimicrobial resistance from pathogen genomes in KEGG”, In "Data Mining for Systems Biology, Second Edition" (Mamitsuka, H., ed.), Humana Press, Methods in Molecular Biology (in press).

（2） その他の著作物（総説、書籍など）
1. Minoru Kanehisa, “KEGG GLYCAN”, In "A Practical Guide to Using Glycomics Databases" (Aoki-Kinoshita, K.F., ed.), pp. 177-193, Springer (2017).

2. 金久 實, “KEGG データベース”, バイオサイエンスとインダストリー (B&I), vol. 76, no. 1, pp. 58-62,2018.

（3） 国際学会および国内学会発表
① 概要
種別

招待講演
口頭発表
ポスター発表

国内外

国内
国際
国内
国際
国内
国際

件数

1件
1件1件0件
1件0件② 招待講演〈国内〉
1. 金久 實、KEGG: 創薬･医療への展開、医薬創成情報科学専攻 10 周年記念シンポジウム、京都大学
薬学研究科、2017 年７月 3 日〈国際〉

1. Minoru Kanehisa, From gene variants to network variants: a new database for understandin
g diseases and drugs, BioNetVisA Workshop in Basel Computational Biology Conference, Basel, Switzerland, 2017/9/12③ 口頭講演〈国内〉
1. 金久 實、KEGG NETWORK Version 1: がんのネットワークバリアント、トーゴーの日シンポジウム 2017、東京、2017 年 10 月 5 日

〈国際〉
該当無し
④ ポスター発表〈国内〉
1. 田辺 麻央、金久 實、がんのシグナル伝達ネットワークバリアントのデータベース、トーゴーの日シンポ
ジウム 2017、東京、2017 年 10 月 5 日

〈国際〉
該当無し
（4）知的財産権の出願該当無し（5）受賞・報道等
該当無し§5. 研究開発期間中に主催した活動（ワークショップ等）
1. 進捗ミーティング
該当無し
2. 主催したワークショップ、シンポジウム、アウトリーチ活動等
年月日

名称

場所

参加人数

目的・概要

2017 年
12 月 13〜
15 日2018 年1 月 12 日

KEGG MEDICUS の展示
デモ神戸ポートアイランド

150 人

ConBio2017（分子生物学会ほか年会）での展示

公開シンポジウム「第 9回新たな創薬パラダイムの創出」

東京大学医科学研究所
1 号館講堂92 人

日本発の創薬技術・新薬に関するシンポジウム、NPO バイオ
インフォマティクスジャパンと連携
以上別紙 既公開のデータベース・ウェブツール等
No.

正式名称

1 KEGG MEDICUS

23

医薬品相互作用チェック

PathogenChecker

別称・略称

概要URL

公開日状態

分類

関連論文

KEGG MEDICUS はゲノム情報、疾患情報、医薬品情報を統合したリソースです。本研 https://ww
究課題では疾患や医薬品応答に関与する w.kegg.jp/kデータ
2010/10/1 維持・発展
ヒトゲノムのバリエーション（多様性）を、生体ベース等
egg/medicu
システムを構成するネットワーク要素のバリエーションとして蓄積した KEGG NETWORK s/を新たに開発しています。
与えられた医薬品リストの中に併用禁忌・併用注意に該当する相互作用があるかを判 https://ww
定するツールです。医薬品添付文書に記載 w.kegg.jp/mされた相互作用をすべて抽出し、KEGG
2016/4/1 維持・発展 ツール等
edicusDRUG/DGROUPで標準化したデータセット bin/ddi_maを用いています。
nager

平成26〜28年度の研究課題で開発した本
ツールはもともとBlastKOALAサーバーの機能を用いたものであり、利用者に分かりやすくするためにBlastKOALAに組み込むこととした。

休止・閉鎖 ツール等

本紙記載の原著論文 2