2．Network2で選択した9分子が関与するパスウェイ・疾患< Introduction >IMMD Inc.

Network3: 非小細胞肺癌との関連が報告されている分子間の制御ネットワーク

KeyMolnetは、自社研究員の手によって論文情報から分子のアノテーションと分子間のリレーションおよび疾患情報や医薬品情報などを収録している生命情報統合プラットフォームである1)。
近年、microR N A と疾患メカニズム、特に癌との関連について精力的に研究が進められているが、KeyMolnet では、 microRNAアレイなどの実験データをKeyMolnetに収録されているタンパク質間相互作用情報や転写因子による発現制御情報と組み合わせて解析することで、それらをより有機的に読み解くことが可能となる。
今回、非小細胞肺癌患者の、癌組織と正常肺組織で発現量に差があったmicroRNA データ(GSE 16025）およびDNA チップデータ(GSE3268)をKeyMolnetを用いて解析した。 その結果、癌組織で発現が減少しているmicroRNA は、非小細胞肺癌特異的な標的分子を制御していることが明らかとなった。これらの分子のうち、mRNA の発現が上昇しているものについて非小細胞肺癌との関連を検討したところ、JA G1を介したNotchシグナル伝達の関与が新たに示唆された。

相互関係検索

始点：非小細胞肺癌との関連が報告されている分子
検索条件：パス数2、Core[直接+, 発現+, 直接-, 発現-],Secondary[直接的, 発現]

非小細胞肺癌との関連が報告されている分子

ネットワークと関連しているパスウェイ（KeyMolnetスコア表示）< Materials & Methods >Data and Analysis

Network1 and 2

スコア表示から、 SMA D、RB/E2F、PIN1パ
スウェイは、非小細胞肺癌への関与が既知であることが示された。

Network1, 2 and 4

Coloring on molecular nodes

Network4: Network2で選択した9分子間の制御ネットワークNetwork2

microRNA express ion prof iles

mRNA express ion prof iles

GSE16025
miRNA prognostic profiles in lung cancer.

GSE 326 8Squamous Lung Cancer, Paired Samples.

Platforms

mirVANA miRNA Bioarray V2

A ffymetrix Human Genome U133A Arr ay

Method of dataprocess ing

Normalization: Quantile Normalization
T-test (Welch, unpaired)

Normalization: RMA
T-test (paired)P-value

Using a 0.05 p-value cut-off

Using a 0.05 p-value cut-off

相互関係検索始点：9分子
検索条件：パス数2、Core[直接＋,発現＋,直接-,発現-],Secondary[直接的, 発現]A nalysis program

ネットワークと関連している疾患とパスウェイKeyMolnetスコア表示）

KeyMolnet ver5.0

非小細胞肺癌関連分子、RB/E 2F による発現調節およびSMA Dによる発現調節に属する分子をオレンジ色にハイライトした。
ハイライトされていない分子は、非小細胞肺癌との関連についての報告が無く、新たなメカニズムである可能性がある。
本解析では非小細胞肺癌組織においてmRNA の発現が上昇し、正常肺に比べて発現が減少したマイクロRNAに制御をうけている分子であるJAG1に注目した。

選択した発現上昇した標的分子< Results >mRNA の発現量比（癌/正常）
0.660

1.0000.800

1．発現変動マイクロRNA の標的分子

1.500

1.250

Network1: 正常肺と比較して1.5倍以上発現が増加していたマイクロRNA の標的分子3．JA G1と非小細胞肺癌の関係

周辺検索Network5: JA G1から非小細胞肺癌に至る分子メカニズム
始点終点検索0.500

microRNA

2.000

1.000

1.5000.660
マイクロRNA の発現量比（癌/正常）ネットワークと関連している疾患（KeyMolnetスコア表示）

Ta rget moleculemRNA の発現量比（癌/正常）
0.660

1.000

0.800

1.500

始点：JA G1
終点：非小細胞肺癌との関連が報告されている分子
検索条件：上限3、Core[直接＋,発現＋,直接-,発現-],Secondary[直接的, 発現]

1.250

ネットワークと関連しているパスウェイ（KeyMolnetスコア表示）

スコア表示により、非小細胞肺癌で発現が増加しているマイクロRNA は、非小細胞肺癌だけでなく大腸癌などの癌にも関与している分子を標的としていることが示された。

Network2: 正常肺と比較して0.8倍以下に発現が減少していたマイクロRNA の標的分子

JA G1

非小細胞肺癌との関連が報告されている分子周辺検索

PIN1、SMA D、Snailの、非小細胞肺癌への関与についてはいくつかの報告がなされている。一方、Notchシグナルについての報告はほとんど無い。
今回の解析結果は、非小細胞肺癌へのNotchシグナルの関与を示唆しており、非小細胞肺癌の新たな分子メカニズムである可能性がある。また、 Choiらは、EGFRに変異をもつ非小細胞肺癌細胞株でJA G1の発現上昇を報告しており2)、本解析結果と一致している。

< Conclusion >
0.500

1.000

2.000

0.6601.500
マイクロRNA の発現量比（癌/正常）

microRNA
ネットワークと関連している疾患（KeyMolnetスコア表示）

mRNA の発現量比（癌/正常）
0.660

1.000

0.800

1.5001.250

Ta rget molecule発現が1 .25倍以上上昇している標的分子（9分子）

スコア表示により、非小細胞肺癌において発現が減少しているマイクロRNA は、発現が上昇しているマイクロRNA と比較して、より肺癌および非小細胞肺癌に特異的な分子を標的としていることが示された。

1. 正常肺に比べて発現が減少したマイクロRNA は、発現が増加したマイクロRNA に比較して、より非小細胞肺癌特異的な分子を標的としている。
2. マイクロRNA の標的分子であり、正常肺に比べてmRNA の発現が上昇している9分子間で生成したネットワー
クは、RB/E2Fによる発現調節、SMA Dによる発現調節などのパスウェイと深く関連しており、マイクロRNAが非小細胞肺癌関連分子を制御していることを示している。
3. KeyMolnetを用いた解析により、マイクロRNA に制御されているJA G1が、Notchシグナルを介して非小細胞肺癌に関与しているという新たな分子メカニズムが示唆された。

< Reference >1) New approaches to mechanism analysis for drug discovery using DNA microarray data combined with KeyMolnet. CurrDrug Discov Te chnol. 2005 Jun;2(2):89-98.
2) Distinct biological roles for the notch ligands Jagged-1 and Jagged-2. J Biol Chem. 2009 Jun 26;284(26):17766-74.