독성유전체학

Toxicogenomics

독성유전체학은 독성물질에 대한 노출에 대응하여 유기체의 특정 세포나 조직 내에서 유전자와 단백질 활동에 관한 정보의 수집, 해석 및 저장을 다루는 약리학의 하위 학문이다. 독성유전체학은 독성학과 유전체학을 결합시키거나, 타사체학, 단백질학, 대사학과 같은 다른 고투과 분자 프로파일링 기술을 결합한다.[1][2] 독성유전체학은 독성의 표현에서 진화된 분자 메커니즘을 해명하고, 독성이나 그것에 대한 유전적 감수성을 예측하는 분자 표현 패턴(즉, 분자 바이오마커)을 도출하려고 노력한다.

제약연구

제약 연구에서 독성유전체학은 유전체학적으로 불리한 노출에 반응하면서 게놈의 구조와 기능에 대한 연구로 정의된다. 약리유전학의 독성학적 하위학문인데, 이는 약물 반응과 관련이 있을 수 있는 전유전자 또는 후보 유전자 단일 뉴클레오티드 다형성 지도, 하플로타입 표식기, 유전자 발현 변화 등에 대한 연구로 광범위하게 정의된다.[3][4] 독성유전체학이라는 용어는 1999년 문헌에 처음 등장했지만,[5] 그 기원이 벤더 기업의 마케팅 전략에 의해 주도되어 제약업계에서 이미 통용되고 있는 시점이었다. 이 용어는 여전히 보편적으로 받아들여지지 않고 있으며, 다른 사람들은 본질적으로 동일한 연구 분야를 기술하기 위해 화학유전체학과 같은 대체 용어를 제공했다.[6]

생물정보학

데이터의 특성과 복잡성(볼륨과 가변성)은 고도로 개발된 처리 및 저장 프로세스를 필요로 한다. 분석에는 대개 통계 분류 접근법을 포함하여 광범위한 생물정보학 및 통계가 포함된다.[7][8]

마약발견

의약품 발견 및 개발에서 독성유전체학은 환자나 환경에 대한 독성 위험에 대한 결론을 도출하기 위해 정의된 모델 시스템에서 의약품의 가능한 부작용(즉, 독성)을 연구하기 위해 사용된다. 미국 환경보호국(EPA)과 식품의약국(FDA)은 현재 유전체학 데이터에 대해서만 규제 결정을 내릴 수 없도록 하고 있다. 그러나, 그들은 잘 문서화된 양질의 유전체학 데이터의 자발적인 제출을 장려한다. 두 기관은 평가 목적(예: 행동 메커니즘의 해명 또는 증거 가중 접근에 기여하기 위해) 또는 유전체학 데이터와 기존의 독성학적 테스트 결과의 병행 제출을 장려하여 관련 비교 데이터베이스를 작성하기 위해 사례별로 제출된 데이터를 사용하는 것을 고려하고 있다.[9]

공공 프로젝트

'생물시스템 내 화학적 효과'는 국립환경보건과학원이 연구설계, 임상병리학, 조직병리학, 독성유전체학 데이터 등 독성학 연구의 지식기반을 구축하는 사업이다.[10][11]

InnoMed PredTox는 임상 전 안전성 평가에서 보다 정보에 입각한 의사결정을 통해 기존의 독성학 방법의 결과와 다양한 오믹스 기술의 결과를 결합한 가치를 평가한다.[12]

오픈 TG-GATES(Toxogenomics Project-Genomics Assisted A독성 평가 시스템)는 170개 이상의 화합물(대부분 약물)에 대한 유전자 발현과 병리학 정보를 공표한 일본의 민관 노력이다.[13]

예측 안전 테스트 컨소시엄은 FDA의 "중요 경로 이니셔티브"[12]의 일환으로 규제 사용을 위한 안전 바이오마커를 식별하고 임상적으로 자격을 부여하는 것을 목표로 한다.

톡스캐스트는 미국 환경보호청(Environmental Protection Agency)에서 유해성 예측, 독성 경로 특성화, 환경 화학물질의 독성 테스트 우선순위 지정 등을 위한 프로그램이다.[14]

톡스21은 국립보건원(NIH), 환경보호청(EPA), 식품의약품안전청(FDA)이 참여하는 연방 협력기관으로 독성 평가 방법을 더 잘 개발하기 위한 것이다.[15] 이 프로젝트 내에서 1000개의 게놈 프로젝트 개인에서 도출된 세포 라인에 대한 화학 화합물의 독성 효과를 평가하고 유전자 표지자와의 연관성을 파악했다.[16] 이 데이터의 일부는 개인의 세포독성 예측 방법을 결정하기 위해 NIEHS-NCATS-UNC DREAM 독성유전학 챌린지에서 사용되었다.[17][18]

참고 항목

참조

  1. ^ National Research Council (US) Committee on Communicating Toxicogenomics Information to Nonexperts (2005). Communicating Toxicogenomics Information to Nonexperts: A Workshop Summary. The National Academies Press. doi:10.17226/11179. ISBN 978-0-309-09538-9. PMID 20669449.
  2. ^ Hamadeh HK, Afshari CA, eds. (2004). Toxicogenomics: Principles and Applications. Hoboken, NJ: Wiley-Liss. ISBN 0-471-43417-5.
    Omenn GS (November 2004). "Book Review: Toxicogenomics: Principles and Applications". Environ. Health Perspect. 112 (16): A962. doi:10.1289/ehp.112-1247673. PMC 1247673.
  3. ^ Lesko LJ, Woodcock J (2004). "Translation of pharmacogenomics and pharmacogenetics: a regulatory perspective". Nature Reviews. Drug Discovery. 3 (9): 763–9. doi:10.1038/nrd1499. PMID 15340386. S2CID 33145913.
  4. ^ Lesko LJ, Salerno RA, Spear BB, Anderson DC, Anderson T, Brazell C, Collins J, Dorner A, Essayan D, Gomez-Mancilla B, Hackett J, Huang SM, Ide S, Killinger J, Leighton J, Mansfield E, Meyer R, Ryan SG, Schmith V, Shaw P, Sistare F, Watson M, Worobec A (2003). "Pharmacogenetics and pharmacogenomics in drug development and regulatory decision making: report of the first FDA-PWG-PhRMA-DruSafe Workshop". Journal of Clinical Pharmacology. 43 (4): 342–58. doi:10.1177/0091270003252244. PMID 12723455. S2CID 5902873.
  5. ^ Nuwaysir EF, Bittner M, Trent J, Barrett JC, Afshari CA (1999). "Microarrays and toxicology: the advent of toxicogenomics". Molecular Carcinogenesis. 24 (3): 153–9. doi:10.1002/(SICI)1098-2744(199903)24:3<153::AID-MC1>3.0.CO;2-P. PMID 10204799.
  6. ^ Fielden MR, Pearson C, Brennan R, Kolaja KL (2005). "Preclinical drug safety analysis by chemogenomic profiling in the liver". American Journal of Pharmacogenomics. 5 (3): 161–71. doi:10.2165/00129785-200505030-00003. PMID 15952870. S2CID 24834075.
  7. ^ Mattes WB, Pettit SD, Sansone SA, Bushel PR, Waters MD (March 2004). "Database development in toxicogenomics: issues and efforts". Environmental Health Perspectives. 112 (4): 495–505. doi:10.1289/ehp.6697. PMC 1241904. PMID 15033600. Archived from the original on 2008-07-04.
  8. ^ Ellinger-Ziegelbauer H, Gmuender H, Bandenburg A, Ahr HJ (January 2008). "Prediction of a carcinogenic potential of rat hepatocarcinogens using toxicogenomics analysis of short-term in vivo studies". Mutation Research. 637 (1–2): 23–39. doi:10.1016/j.mrfmmm.2007.06.010. PMID 17689568.
  9. ^ Corvi R, Ahr HJ, Albertini S, Blakey DH, Clerici L, Coecke S, Douglas GR, Gribaldo L, Groten JP, Haase B, Hamernik K, Hartung T, Inoue T, Indans I, Maurici D, Orphanides G, Rembges D, Sansone SA, Snape JR, Toda E, Tong W, van Delft JH, Weis B, Schechtman LM (March 2006). "Meeting report: Validation of toxicogenomics-based test systems: ECVAM-ICCVAM/NICEATM considerations for regulatory use". Environmental Health Perspectives. 114 (3): 420–9. doi:10.1289/ehp.8247. PMC 1392237. PMID 16507466. Archived from the original on 2008-10-17.
  10. ^ Waters MD, Fostel JM (2004). "Toxicogenomics and systems toxicology: aims and prospects". Nature Reviews Genetics. 5 (12): 938–948. doi:10.1038/nrg1493. PMID 15573125. S2CID 1368324.
  11. ^ Collins BC, Clarke A, Kitteringham NR, Gallagher WM, Pennington SR (October 2007). "Use of proteomics for the discovery of early markers of drug toxicity". Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology. 3 (5): 689–704. doi:10.1517/17425255.3.5.689. PMID 17916055. S2CID 27489795.
  12. ^ a b Mattes WB (2008). "Public Consortium Efforts in Toxicogenomics". In Mendrick DL, Mattes WB (eds.). Essential Concepts in Toxicogenomics. Methods in Molecular Biology. 460. pp. 221–238. doi:10.1007/978-1-60327-048-9_11. ISBN 978-1-58829-638-2. PMID 18449490.
  13. ^ Igarashi Y, Nakatsu N, Yamashita T, Ono A, Ohno Y, Urushidani T, Yamada H (January 2015). "Open TG-GATEs: a large-scale toxicogenomics database". Nucleic Acids Research. 43 (Database issue): D921–7. doi:10.1093/nar/gku955. PMC 4384023. PMID 25313160.
  14. ^ Dix DJ, Houck KA, Martin MT, Richard AM, Setzer RW, Kavlock RJ (January 2007). "The ToxCast program for prioritizing toxicity testing of environmental chemicals". Toxicological Sciences. 95 (1): 5–12. doi:10.1093/toxsci/kfl103. PMID 16963515.
  15. ^ "Toxicology in the 21st century project". www.ncats.nih.gov.
  16. ^ Abdo N, Xia M, Brown CC, Kosyk O, Huang R, Sakamuru S, Zhou YH, Jack JR, Gallins P, Xia K, Li Y, Chiu WA, Motsinger-Reif AA, Austin CP, Tice RR, Rusyn I, Wright FA (May 2015). "Population-based in vitro hazard and concentration-response assessment of chemicals: the 1000 genomes high-throughput screening study". Environmental Health Perspectives. 123 (5): 458–66. doi:10.1289/ehp.1408775. PMC 4421772. PMID 25622337.
  17. ^ "NIEHS-NCATS-UNC-DREAM Toxicogenetics Challenge". Sage Bionetworks.
  18. ^ "DeepTox: Deep Learning for Toxicity Prediction". Institute of Bioinformatics, Johannes Kepler University Linz.

외부 링크