The research suggests new network construction method when using proximity-based drug repurposing. The interactions between genes that are found in multiple biological pathways and Parkinson’s disease related pathways have more significance than other interactions and the significance is reflected to the network edge weights. Using the pathway-weighted network, the significant difference of the proximity between known and unknown Parkinson’s disease is found. Drug-disease interaction inference using the method shows higher performance than the method using conventional network. The path between the drug and disease corresponds to the drug’s mechanism of action and the unknown Parkinson’s disease drugs with high proximity in the pathway-weighted network have potential of the Parkinson’s disease treatment. In summary, the research suggests the proximity-based drug repurposing method using the pathway-weighted network. It has accurate drug-disease interaction inference and suggests reliable Parkinson’s disease drug repurposing targets.
이 논문은 약물과 질병 사이의 근접성을 이용한 약물 재창출시 새로운 네트워크 구축 방법을 제시한다. 네트워크 상의 유전자 사이 관계가 다양한 생물학적 경로에서 발견되며, 해당 경로가 파킨슨병과 연관된 경로라면 나머지 관계보다 높은 중요성을 가진다. 관계의 중요도는 네트워크 상의 엣지 가중치에 반영된다. 경로에 따른 가중치를 준 네트워크를 이용했을 때, 파킨슨병 치료제와 나머지 약물 사이의 근접성의 유의미한 차이를 보였고, 가중치를 주지 않은 네트워크보다 정확한 약물과 파킨슨병 사이의 관계 예측이 가능하다. 근접성의 높은 향상을 보인 파킨슨병 약물과 질병 유전자 사이의 경로를 조사한 결과 약물의 작용 기전과 일치하는 관계 정보를 제시했고, 파킨슨병 치료제가 아닌 약물들 중 본 연구의 방법을 이용했을 때 문헌 조사에 따르면 높은 근접성을 보이는 약물들이 파킨슨병 치료 가능성을 보임을 확인했다. 즉, 생물학적 네트워크에 경로에 따른 가중치를 준 결과 정확한 약물과 파킨슨병 사이의 관계 유추가 가능하고, 이를 통해 신뢰할 수 있는 파킨슨병 약물 재창출 후보를 제시한다.
