2022 Fiscal Year Final Research Report
Analysis of the molecular mechanism for formation and breakdown of biotissues by mathematical modeling
| Project Area | Integrated analysis and regulation of cellular diversity |
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| Project/Area Number |
17H06329
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology (2020-2022)
Kanagawa Cancer Center Research Institute (2017-2019) |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石渡 通徳 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (30350458)
中村 直俊 名古屋大学, 理学研究科, 特任准教授 (30554472)
星野 大輔 地方独立行政法人神奈川県立病院機構神奈川県立がんセンター(臨床研究所), その他部局等, 部長代理 (30571434)
朝倉 暢彦 大阪大学, 数理・データ科学教育研究センター, 特任准教授(常勤) (70308584)
室井 敦 地方独立行政法人神奈川県立病院機構神奈川県立がんセンター(臨床研究所), その他部局等, 技師・研究員 (60609402)
板野 景子 大阪大学, データビリティフロンティア機構, 特任研究員(常勤) (00608416)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 肝細胞がん / 幹細胞性 / 細胞シグナル / 逆相タンパク質アレイ（RPPA） / 数理モデル / 数理シミュレーション |
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we visualized complex cellular signaling regulations such as feedback and crosstalk which were difficult to visualize with the existing simple mathematical model, by simulation using a highly accurate mathematical model, and found key pathways and molecules to acquire the malignant progression of hepatocellular carcinoma (HCC).
Furthermore, we performed RPPA analysis of the cellular signals using HCC tissues and blockade experiments on this pathway by tumor-bearing mice.
Based on this, we discovered that the key pathway that determines the malignant transformation of HCC is a new method for the diagnosis and treatment of HCC. In addition to the basic biological study, the applicability of the RPPA analysis technique to the clinical diagnosis of lymphoma was verified, and we found that the diagnostic accuracy of lymphoma by RPPA analysis was equal to or better than that of the present technique with immunohistostaining.
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| Free Research Field |
腫瘍生物学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
このウエット実験での弱点を本領域研究の発足により取り入れた逆相蛋白質アレイ（RPPA）解析は細胞から組織中の蛋白質の発現やリン酸化を含む翻訳後修飾を定量化することが可能となり、多様な細胞シグナル経路の活性化、蛋白質発現などを簡便に高度に定量化する技術の国内最初の確立は生物学と数理科学の融合に大きなインパクトとなった。また、RPPA解析技術は数理科学への情報提供だけでなく、多様な生命科学研究領域に蛋白質の発現や翻訳後修飾の微量定量化情報を提供することでこれら研究領域の新たな発見に繋がるインパクトを与えることが出来た。
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