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）

KE MEDICUS(http://www.kegg.jp/kegg/medicus/)

研究代表者氏名
所属・役職

金久 實

京都大学 化学研究所 特任教授 (2019 年 3 月時点)

□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 ............................................... 3②③

招待講演 ...................................................... 6
口頭講演 ...................................................... 6④

ポスター発表 ............................................... 6①受賞 ............................................................. 7（2）ツール等一覧 ...................................................... 3（4）知的財産権の出願 ............................................... 7§3. 実施内容..................................................................... 4（5）受賞・報道等 ...................................................... 7（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 ...................................................... 6①②

論文数概要 .................................................. 6

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 ............................................................. 6②③

メディア報道 ............................................... 7
その他の成果発表 ........................................ 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【主なデータベース】
No.

1

名称
KEGG MEDICUS

別称・略称

URL
https://www.kegg.jp/kegg/medicus/

別称・略称

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

1

名称
医 薬 品 相 互作 用 チ ェック§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、これまでの統合化推進プログラムで開発してきた KE MEDICUSを構成する新たな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）を分子間相互作用ネットワーク要素のバリエーションとして蓄積した KE NETWORK を開発し、疾患の分子メカニズムの理解や医薬品の標的分子探索などを支援するリソースとして提供する。本研究初年度には、がんに関連するネットワーク要素と遺伝子バリアントのデータベース化を行
い、KE NETWORK の最初のバージョンを 2017 年 12 月 1 日に公開した。第 2 年次の本年度には、がんの次に対象とする疾患群として、内分泌代謝疾患とウイルス感染症をとりあげることとした。内分泌代謝疾患ではホルモンによる制御関係が含まれ、分子ネットワークが複雑になることから、その知識を集約する意義が大きいこと、またウイルス感染症はすでに初年度においてがんウイルスを対象としたので、それ以外の主要なウイルスも含めて比較解析ができるようにするためである。なお当初計画では先天性代謝異常症における酵素欠損のような単純なものは後回しにする予定であったが、関連した疾患群が同一の代謝パスウェイ上の酵素群に対応するケースが多いことから、ネットワーク作成の意義が認められたので、これらも対象疾患に含めることとした。
本研究では「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「KE MEDICUS統合リソース」の継続開発項目を設定しており、本年度の計画は以下の通りである。「ネットワークデータベース」については初年度にデータベース化の方法論を確立しているので、それを用いて内分泌代謝疾患とウイルス感染症に関するネットワーク要素とネットワークバリエーションマップ、および関連する遺伝子バリアントのデータベース化を行う。「ネットワーク解析」の開発項目では、検索システムの改良とともに、ネットワークバリエーションマップに対するグラフィカルインターフェースの改良、およびネットワークマッピングツールの新規開発を行う。「KE MEDICUS
統合リソース」の開発項目では、疾患情報（KE DISEASE ）と医薬品情報（KE DRU）を継続的に維持･発展させ、ネットワーク情報（KE 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
KE MEDICUS （https://www.kegg.jp/kegg/medicus/）の一部として開発している KE NETWORK
において、当初計画の通り内分泌代謝疾患とウイルス感染症のデータベース化を行った。また当初計画からの変更点として一部の先天性代謝異常症についてもデータベース化を行った。内分泌代謝疾患のカテゴリは 2018 年 5 月10 日に、ウイルス感染症のカテゴリは 2018 年 8 月 1 日に公開し、その後もデータの追加・更新を行った。2018
年度末の段階で、KE NETWORKに含まれるネットワーク要素の数は 690（2017 年度末は 296）、遺伝子バリアントの数は 245（同 135）で、当初の研究開発提案書に記載した 3 年間で 1000 のネットワーク要素という数値目標は達成できる見込みである。また昨年度は単にツールの一部として提供していたネットワークバリエーションマップを DBET 検索システムの対象となるよう KE NETWORKのフラットファイルに含めることとした。2018 年
度末の段階でその数は 88 であった。内分泌代謝疾患および先天性代謝異常症については来年度も継続して開発を行うが、ウイルスについては昨年度の 6 個のがんウイルスに加えて、新たに 5 個の主要なウイルスを追加したので、今年度で一応の区切りとする。ウイルスごとのネットワークバリエーションマップとともに、ウイルスが関与するシグナル伝達系ごとのネットワークバリエーションマップも作成して比較検討したところ、当初計画で想定していた viral mimicry と呼べるようなものは必ずしも多くはなく、非常に多様な形でシグナル伝達ネットワークにゆらぎを与えているようである。ネットワークデータベースについては KE の新しい論文 1)で報告した。

２．ネットワーク解析
ネットワークエントリ検索に関しては、DBET 検索システムでネットワークバリエーションマップを検索対象にし、リレーショナルデータベースの検索システムでは検索結果をネットワークバリエーションマップの形式でも閲覧できるようにした。ネットワーク可視化ツールでは、ネットワークバリエーションマップをグラフィカルに扱うことができる
show network ツールに様々な改良を行い、遺伝子バリアント、環境因子、医薬品などがどのようにネットワークにゆらぎを与えているか、そしてそれがどのような疾患に関連しているかを統合的に調べることができるようにした。
さらに今年度は新規にネットワークバリエーションマップに対してマッピングを行う Search Network ツールを開発し、KE Mapperの一部として公開した。なお当初計画ではこれとは別にがんに特化した Cancer Network
Viewer へのマッピング機能も予定していたが、KE Mapper と連携させるため、既存の Search&Color Pathway
ツール経由でマッピングできるようにした。

3. KE MEDICUS 統合リソース
KE 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 252,491 から 2017 年度の月間平均 695,196 へ、さらに 2018 年度の月間平均 1,341,147 へと急増している。その大多数は医薬品添付文書の閲覧をしているだけだが、添付文書からリンクされた KE DRU
医薬品データベースと KE DISEASE 疾患データベースの利用者も増加していると思われる。今年度は疾患・医薬品データの追加･更新だけでなく、データの質の向上、とくに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）に基づき入力している疾患と医薬品の対応データの質の向上に力を入れた。また遺伝子バリアントを標的またはマーカーにした医薬品開発は今後の主流となると考えられ、すでに米国または日本で承認された医薬品について、KENETWORK へのリンク付けとともに、その情報を蓄積している。表１には KE 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．KE MEDICUSのデータ数
2019/4/1
KE NETWORK (N)690
KE NETWORK (nt)88
KE VARIANT
245
KE DISEASE
2,298
KE DRU10,955KE DROUP
2,206
KE ENVIRON
862(N) – Network elements(nt) – Network variation maps

2018/4/1
2961352,036
10,506
2,052856§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

国内外

件数

0件

国内（和文）

1件

国際（欧文）

未発行論文

国内（和文）(accepted, in press 等)

国際（欧文）

0件

0件② 論文詳細情報
1. Minoru Kanehisa, Yoko Sato, Miho Furumichi, Kanae Morishima and Mao Tanabe, “New approach forunderstanding genome variations in KE ”, Nucleic Acids Research, vol. 47, No.D1, pp. D590-D595,
2019 (DOI: 10.1093/nar/gky962).

（2） その他の著作物（総説、書籍など）（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

2件

1件

1件

0件

② 招待講演〈国内〉
1. 金久 實、ゲノム・疾患・医薬品の統合リソース KE MEDICUS
Seagaia Meeting、宮崎、2018 年 5 月 19 日の利用法、MedXML コンソーシアム〈国際〉
1. Minoru Kanehisa, “enome annotation for inferring phenotypic features”, WDCM CM2.0 SIs
Meeting, Beijing, China, June 26, 2018

③ 口頭講演〈国内〉
1. 金久 實、ネットワークによるゲノム・疾患・医薬品の統合、トーゴーの日シンポジウム 2018、東京、2018
年 10 月 5 日
2. 金久 實、KE NETWORK
疾患に関連したネットワークバリアントのデータベース、第 41 回日本分子生物学会年会シンポジウム、横浜、2018 年 1１月 28 日
〈国際〉
1. Minoru Kanehisa, “Enzyme annotation in KE
Nomenclature, Cambridge, UK, May 31, 2018

④ ポスター発表〈国内〉”, IUPAC-IUBMB Joint Commission on Biochemical1. 田辺 麻央、金久 實、ウイルスによる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
2018、東京、2018 年 10 月 5 日（4）知的財産権の出願なし（5）受賞・報道等① 受賞
1. * Clarivate Analytics Citation Laureate, Minoru Kanehisa, September 20, 2019
2. * Protein Society Carl Brä ndé n Award, Minoru Kanehisa, March 18, 2019② メディア報道
1. 上記 1 に関する報道多数③ その他の成果発表§5. 研究開発期間中に主催した活動（ワークショップ等）

1. 進捗ミーティングなし

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2018 年
11 月 28〜
30 日

名称

KE MEDICUS
デモの展示

場所

参加人数

目的・概要

パシフィコ
横浜100 人分子生物学会年会での展示とデモ以上

別紙１ 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

2 医薬品相互作用チェック

別称・略称

概要

URL

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。本研究課
題では疾患や医薬品応答に関与するヒトゲノ https://www.
ムのバリエーション（多様性）を、生体システム kegg.jp/kegg/を構成するネットワーク要素のバリエーション medicus/として蓄積した KEGG NETWORK 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定 https://www.
するツールです。医薬品添付文書に記載さ kegg.jp/medic
れた相互作用をすべて抽出し、KEGG
usDRUG/DGROUPで標準化したデータセットを bin/ddi_mana
ger用いています。

公開日状態

2010/10/1

維持・発展

データ
ベース 1等

2016/4/1

維持・発展

ツール
等

分類

関連論文