2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of simulation method of neuro-immune regulation mechanism based on signal transduction pathway
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16K00408
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| Research Institution | Okayama University of Science |
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Principal Investigator |
山田 訓 岡山理科大学, 工学部, 教授 (20393506)
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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 血液脳関門 / ゲート形成 / コンピュータシミュレーション / 血管内皮細胞 / NFkB / IL-6 / Th17 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経系と免疫系による体内調節の分子メカニズムの解明が必要である。北海道大学の村上教授は、重力による刺激で常時交感神経が活動している第５腰椎近傍では、交感神経末端から放出されるノルアドレナリンが血管内皮細胞に作用して、免疫細胞が中枢神経に侵入するゲートになることを見出した。自己免疫性のT細胞が存在すると、T細胞がゲートから脊椎内に侵入する。シグナル伝達系パスウエイの挙動に基づく臓器細胞の挙動の神経系と免疫系による調節機構のモデル化の第一段階として、血液脳関門のゲート形成のモデル化に取り組んだ。今回のモデルでは、第５腰椎近接の血管内皮細胞内で、NFkBの経路とIL-6の経路の挙動を計算することによって炎症アンプをモデル化した。炎症アンプの挙動の計算とともに、血管内皮細胞周辺のサイトカイン濃度やTh17細胞の挙動を計算するモデルを構築した。シミュレーションでF759マウスとwild-typeマウスを比較すると、F759マウスの方が第５腰椎周辺の広い範囲でT細胞の侵入が観察されると予想された。北海道大学の村上教授の研究室でF759マウスとwild-typeマウスの第５腰椎周辺のT細胞の侵入を観察すると、F759マウスの方が広い範囲で多くのT細胞が侵入していることが観察され、シミュレーションの予想と一致した。さらに、モデル中の一つのパラメータの値を変化させ全体の挙動に対する変化を調べるSensitivity Analysisを行った結果、Th17細胞の血管内皮細胞への吸着やTh17細胞を誘引するケモカインであるCCL20産生、STAT3とNFkBの複合体形成に関係するパラメータの変化の影響が大きいことが分かった。これらの反応に関わる蛋白質は新しい創薬や治療法の開発のターゲットの候補になると考えられる。ゲート形成のモデル化と実験結果との比較に関し、日本免疫学会で発表した。
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Research Products
(2 results)
