システム的統合理解に基づくがんの先端的診断、治療、予防法の開発
文部科学省科学研究費補助金 新学術領域研究 （複合領域：４２０１）

領域代表者 宮野 悟
東京大学医科学研究所ヒトゲノム解析センター

新学術領域「システムがん」は、他のがんに関するバイオインフォマティクス、遺伝統計学」と「腫瘍学・がん新学術領域が「生物系」として審査された研究領域であ病理学・がん生物学」という異分野を融合し、がんの多るのに対し、この領域は「複合領域」（異分野融合）とし様性とダイナミズムをデジタル化するという方法論を研て2010年度～2014年度の５年間の研究として採択さ究の推進力としました。ヒトゲノム解析センタースパコンれたものです。がんは、親からもらった遺伝的要因（ゲノし活用した計算システム生物学や大規模データ解析なム）、歳を重ねるうちに腫瘍細胞に蓄積した遺伝子変異どの数理的方法論を開発・導入し、若手人材の養成を（がんゲノム）、そして、環境要因などによるゲノム修飾行い、多彩な共同研究が化学反応のように起こりました。の変異（エピゲノム）、これらが、正常な細胞の営みをヒトゲノム解析センターのスパコンも約 22,000 CPU コア司っている遺伝子ネットワークやシグナル伝達・代謝な（最大性能 225 TFLOP）、高速ディスクアレイも 3PB までどのパスウェイに入り込み、システム異常を起こした細増強され、神戸の計算科学研究機構にある「京」コン胞集団です。こうした変異が、がんの悪性度や治療応答

ピ ュ ータ (http://www.aics.riken.jp/jp/k/)もがん研 究で性、副作用の出やすさなどを規定しているといってよい威力を発揮しました。その結果、がん研究の歴史に残るでしょう。そのため、この「システム異常を解く」ことが、が数々の発見がありました。個々の成果についはここではん研究の鍵となっています。

述べませんが、その全体についてはシステムがんのしかし、がんはさらに複雑です。原発から浸潤、転移へ、がん細胞は変幻します。がん幹細胞や、正常細胞である血管内皮細胞、免疫炎症細胞などと「つるみ」ながら、薬剤耐性を獲得し、時空間で進化するヘテロな細胞集団であることもわかってきました。複数の原発が進化することもあります。
そこで、私たちはこの「がんの複雑さ」をブレークするために、この「システムがん」を構想しました。これまでの分子生物学的、遺伝学的解析が中心のがん研究に、数学とスパコンを駆使した計算システム生物学を融合させ、新たながん研究領域を創りました。「システム生物学、ホームページ (http://cancersystem.hgc.jp/) に論文のリストを掲載しているとおりです。こうした成果とともに新たな領域が誕生していくことを見ました。アウトリーチ活動も精力的に行い、メディアからも「がん研究に数学とスーパーコンピュータは不可欠」と認識されるようになりました。
この５年の間に、シークエンス技術が革新的に進み、ヒトゲノムの解析が1000 ドルでできる時代が到来しました。ゲノム解析の低コスト化・大量化が急激に進みました。そして、同種類のがん検体だけでなく、一人の患者の同じがん組織内においても想像を超えたがんの多様1

性が見いだされ、がんのシステム異常の複雑さの本

Kettering Cancer Center, New York Genome Center,

態が次第に解ってきました。その結果、私たちは、がMount Sinai, MD Anderson Cancer Center 等の米国

んの発生、進展過程、診断、予防、治療戦略などにつのリーディング研究所に IBM Watson が導入され応用いて、これまでの考え方を変えなければならなくなった開発が進められています。Memorial Sloan-Ketteringと認識するに至りました。

Cancer Center の Craig Thomson 博 士 (President &スーパーコンピュータの能力の増大とデータの超CEO) は、「がんのデータは一人の人間が解析すること大規模化により俯瞰情報は広大になり、データ解析結は 不 可 能 な 時 代 」 と 言 い 切 っ て い ま す

果や知識情報に基づいて、がんの新たな解明と攻略(http://www.mskcc.org/videos/mskcc-and-ibm-に向けて的確に目標地点を見出して相互にシャトルすcollaborate-applying-watson-technology-help-

る技術的・科学的が不可欠になっています。たとえば、

oncologists)。スパコンとWatsonのような学習能力をがんに関する論文は2014年から2015年3月の間だ

もったシステムが、がん研究と医療を大きく変える時けで２０万報以上あり、これらに電子的にはほぼアク代になろうとしています。

セスはできますが、全文献を読むには無理があり、専ほぼほとんどの人が人生の中でがんに直面します。

門家の知識は深いが視野は狭いというのが現実です。

アンジェリーナ・ジョリーさんの告白とその社会への影

これまでの成功例は優れたがん研究者の洞察が誘導

響は、今やがんゲノム研究が常に ELSI （倫理的法的したものであり、結果として一部の俯瞰情報しか使え社会的課題）という社会学と深く関わっていることを象ていません。また、がん検体の全ゲノムシークエンス徴しています。最先端のがん研究、特にゲノムに関すをすると2百万～4百万の変異の候補が上がってきまる情報が、がんの予防や治療後の予後に明確に影響す。ここから多様性をもったがんの病態の原因となっすることが明らかとなり、ビッグデータやゲノム・臨床ているものを探し出すことは、人智・人力を越えたもの

データシェアリングは、私たちが未だ遭遇していないとなっています。加えて、がん関連ビッグデータが誕生課題を提示することになるでしょう。医学・生物学といし、そのがん研究・医療への利用が大きなチャレンジう視点に加え、今後のがんゲノム研究・医療を支え、です。

時に対峙できる学問領域としてがんの ELSI 研究分野

こ の 難 題 に 対 し て 、 米 国 の Memorial Sloan-2を構築しなければならないと考えています。

平成26年度のおもなアウトリーチ活動です。
中学生、高校生を対象にしています。
兵庫県宍粟市立山崎西中学校

先輩に学ぶ講演会「ゲノムの情報から知る病気のしくみ」
開催日時：平成26年12月9日（火）13:30～15:00
開催場所：山崎文化会館（サンホールやまさき）兵庫県宍粟市山崎町鹿沢88-1 TEL:0790-62-5300
出席者総数：３６７名（中学１年生 115名、中学２年生 107名、中学３年生 97名、一般参加者 25名、教員 23名）

稲澤 譲治（計画研究）東京医科歯科大学難治疾患研究所・教授、東京医科歯科大学疾患バイオリソースセンター長（稲澤）話しは60分間に渡ったのですが、熱心に話しを聞いてくれました。講演終了後も多くの生徒から多様な質問を受けました。中学3年生全員から感想文を送ってもらいましたが、「話しを聞くまでゲノムの知識はなかったが分かり易い内容で理解できた」との感想が得られて、お話しをさせていただいた私も手応えを感じました。病気は治療だけで無く予防が重要であることを理解してもらえたようです。

長崎県立鹿町工業高等学校

講演会「がんとスーパーコンピュータ：なぜがんになるの？」
開催日時：平成26年11月20日（木）13:30～14:20
開催場所：長崎県立鹿町工業高等学校 体育館 長崎県佐世保市鹿町町土肥ノ浦110
出席者総数：約５３０名（高校生 468名、教員 54名、保護者 約10名）

宮野 悟（計画研究・領域代表）

講演会は満足でしたか？

400

不満

200

やや満足る嶋田一郎先生のご協力を得て、講演会を開催させていただきました。鹿町工業高校は、佐世保駅から0北北西にバスで1時間ほどのところにあります。機械科、電気科、電子工学科、土木技術科の４学科からなる工業高校です。嶋田先生からは「少し難しかったばってん、最先端の話を聞けて、本校の生徒にとってすごく刺激になったと思います。」とコメントをいただきました。年齢、興味深かった内容、理解のしやすさ、満足度などについてアンケートをとりました。この講演については、長崎新聞に「人それぞれに設計図－鹿町工高」と記事が、平成26年11月21日（金）に写真とともに掲載されました。

120100
80
6040
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やや不満
満足

10代

20代

30代

40代

50代

60代

70代

興味深かった内容は？

ヒトDNAサイズ
ヒトDNAの違い
なぜがんになるのか
がんのシステムの異常の種類
喫煙者の肺のDNA
シークエンサースパコン
ヒトゲノム1000ドル解析
100ドルゲノム
だれもが自分のDNA情報を利…
アンジェリーナジョリー
DNA損傷認識と修復
たばこの煙、放射線、加齢によ…
がんとiphone
DNAは袋とじになっていて読め…
骨髄異形成症候群の原因の…
癌のDNAは変化すること。
癌が薬剤耐性を獲得すること、ヒトゲノムのモザイク性加齢とともに血液を作っている…
京コンピュータ
未来はとっくに始まっている
かわる遺伝子医療:私のゲノ…

（宮野）長崎県立鹿町工業高等学校の校長をしてい3

システムがんの研究内容、構成研究者情報、発表論文、研究集会などの詳しい情報はこのWebサイトでご覧ください。

システムがんで用いられるデータ解析ソ
フトウェアは、ヒトゲノム解析センターのスーパーコンピュータで動いています。
スーパーコンピュータはどなたでもご利用になれます（有償）。

大容量のディスク装置

システムがんの研究成果、世界のがん研究、研究拠点、学会情報など最先端な話題をつぶやいています。

高密度の計算機

新学術領域研究「システムがん」ニュースレター No.１２
発行日★平成２７年３月１６ 日 （初版）
発行★システム的統合理解に基づくがんの先端的診断、治療、予防法の開発
領域代表者★宮野 悟
 東京大学医科学研究所 ヒトゲノム解析センター DNA情報解析分野
 〒108-8639 東京都港区白金台4-6-1
 TEL: 03-5449-5615 FAX: 03-5449-5442
 E-mail: miyanolab-jimu@edelweiss.hgc.jp
編集★サトウアユ4