Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
本年度は、血管伸長時の血管内皮細胞動態とその制御システムを体系的に理解していくために、その数理モデル化を進めた。タイムラプス観察から捉えられた細胞運動動態に基づき、血管伸長時の細胞運動の状態を方向性（前・後）とスピード（速い・遅い）で規定し、それらの状態が確率的に遷移するエージェントベースの一次元離散モデルを組んだ。重要な血管伸長因子VEGFによる血管伸長をシミュレーションした結果、この単純な組み込み仮定によってVEGFによる血管伸長とその際の細胞動態の特徴をある程度再現できた。さらに、それぞれの運動状態の細胞分布密度の変化を移流項、反応項で表した４連の連立偏微分方程式として書くことで、モデルの支配方程式を導出できた。しかし、同モデルでは先端の入れ替わりなど先端部分の動態の再現が不十分であった。そこで、先端の細胞挙動を規定する仮定をさらに組み込んだいくつかのモデルを試行した。結果、先端になった細胞はある一定時間経過した場合その動きを止めるという仮定を組み込むと先端部分の細胞動態をより再現できた。このモデル化のプロセスより、先端細胞の挙動は他の細胞に比し確率論的に説明できる部分は少なく、その多くは決定論的に制御されていると考えられた。また、血管壁細胞との細胞間相互作用により血管内皮細胞動態を制御する機序を検討すべく、壁細胞選択的な遺伝子操作が可能となるノックインマウス（ETAR::CreERT2）を樹立した。今後、レポーターマウスとの交配により壁細胞動態の可視化、また、ジフテリア毒素受容体を発現させるマウス(iDTR)と交配させ時間特異的な壁細胞除去を行うことで、壁細胞の重要性を検討する。以上の成果を発展させていくことで、場との対話により個々の血管内皮細胞動態が制御され、そこで獲得した秩序ある集団としてのふるまいがいかに血管のかたちへ繋がるか統合的に理解できると考えられる。
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Nature Communications
Volume: 3 Issue: 1 Pages: 1267-1267
10.1038/ncomms2258
Development
Volume: 138(21) Pages: 4763-4776
Gene Expr. Patterns
Volume: 11 Issue: 7 Pages: 371-377
10.1016/j.gep.2011.04.001
J Cell Sci
Volume: 124(Pt8) Pages: 1214-1223
http://bio.m.u-tokyo.ac.jp/home-j.html
