Coordination of FGF and Wnt in the construction of the hierarchical branching structure of lung

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K06260
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44020:Developmental biology-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Takigawa-Imamura Hisako 九州大学, 医学研究院, 助教 (30523790)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 形態形成 / 肺 / 分岐形成 / 計算機シミュレーション / 数理モデル / 発生生物学

Outline of Final Research Achievements

The mechanism by which the pulmonary bronchi form a hierarchical structure with respect to length and diameter was investigated. Experimental results showed that the FGF signaling responsiveness of epithelium changes depending on the developmental stage, which regulates the branching frequencies, as shown by a mathematical model. I showed the importance of cell shape regulation as a modulator of branching formation when branch diameter is varied.

Free Research Field

数理生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

分岐理論研究の中で、本研究の特徴は、2つの異なる分岐原理を組み合わせた点にある。ひとつは上皮の突出部で成長が進むこと、もうひとつは頂端収縮を介した自発曲率変化である。本研究はFGFとWntがこれらの制御を介して分岐スケールを決定していることを示した。定量的実験に基づいた高次分岐のシミュレーションにより、上皮の性質が肺のメソスケール構造をどのように制御しているか新しい視点を提供した。