Integrated analysis and regulation of cellular diversity

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Integrated analysis and regulation of cellular diversity
• Project/Area Number: 17H06324
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Japanese Foundation for Cancer Research
• Principal Investigator: FUJITA Naoya 公益財団法人がん研究会, がん化学療法センター, 所長 (20280951)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮園 浩平 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 卓越教授 (90209908) ; 秋山 徹 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任教授 (70150745) ; 越川 直彦 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (70334282)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2022-03-31
• Keywords: 癌 / 細胞・組織 / 遺伝子 / 臨床 / 数理科学

Outline of Final Research Achievements

In this Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Area, we promoted interdisciplinary research by life science researchers and mathematics and bioinformatics researchers. We tried to integrate biological and mathematical research areas to elucidate the diversity of microenvironments, the cell-cell interactions among heterogenous cells, and the hierarchical formation originated from stem cells within organs. Mutual understanding and joint research progressed more than our expectation. We achieved not only to establish mathematical models from the biological and molecular research results but also to discover novel signaling pathways and molecules by feeding back from the new findings obtained by the mathematical models.

Free Research Field

がん化学療法

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

臓器の透明化による病態時の各種細胞の空間的位置情報の可視化と数理モデル解析による評価手法の開発、生体組織破綻に関与する分子に関する多次元時系列のタンパク質定量と数理モデル化、シングルセル解析データの解析プラットフォームの作製など、数多くの技術開発が行われた。また、コンピュータシミュレーションによる薬剤抵抗性がん細胞に対する新たな克服薬の推定と実証、老化などの摂動に対する腸管や骨髄組織中の細胞の変動や分化を予測する数理モデルの確立と実証など、数理シミュレーションから再び生物学へとフィードバックすることで新たなシグナル経路や分子の発見が得られるなど、想定以上の成果が得られた。