細胞群動態の変容を捉える多階層データ解析理論の構築
| Project/Area Number |
22K15073
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 43040:Biophysics-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
岩波 翔也 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (10854565)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 数理モデル / 個体群動態 / 細胞分化 / データ解析 / 恒常性の維持 / 造血幹細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
細胞集団の数の変化を捉えるための個体群動態を土台として、個々の細胞の分化と頻度の少ない小さなイベントが与える影響を補足するために、確率論的なモデルを用いる。また、確率モデル中で計算される各細胞 個体には、遺伝子配列情報を特性として内包させ、生成した疑似配列の系統樹を構築する。 そして、統計学・集団遺伝学・進化生態学の手法を用いて、細胞集団全体の挙動と配列情報 から得られる指標を比較する。同様の手法を実験から得られるデータにも適用し、細胞群の 変化を説明する指標を導出する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
造血幹細胞の分化能は、ある注目する幹細胞および幹細胞群が最終的に分化した結果を観察することで評価される。特に、生体内での分化は、主に別のマウスへの造血幹細胞の移植を行い、末梢血での分化細胞を観察することで、その多能性および再構築能として評価される。本研究課題では、造血幹細胞の分化の加齢変化とその多様性を定量的に理解するために、数理モデルを用いて実験で得られるデータを解析した。前年度に得られた、造血幹細胞の分化動態を示す数理モデルおよび推定されたパラメータをもとに、移植実験時の造血幹細胞分化の特徴を調べた。移植実験において特定の分化経路の依存度が造血幹細胞の加齢および長期再構築能と関連することを見出した。これは移植実験のデータからも精度良く判別でき、造血幹細胞を特徴付ける新規の指標として期待される。得られた成果は国際学術誌への投稿の準備中である。また、造血幹細胞の自己複製能を示す細胞表面マーカーの発現頻度分布の計測データをもとに、造血幹細胞の分裂様式の時間変化の推定を行った。造血幹細胞を多く含む集団とそれを含む画分の集団の細胞数の加齢変化を説明できる分裂様式の時間変化を、分裂様式の確率分布の時間変化と細胞群動態の数理モデルを組み合わせて推定した。細胞群を維持する造血幹細胞の分化調整機序の一端を明らかにし、成果を学術論文として出版した。確率モデルによる潜在性幹細胞の限られた系統への分化を説明するためのシミュレーションに着手した。分化における少数性の影響を調査し、実装をもとにしたクローン追跡への展開が見込まれる。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
