2023 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of arteriosclerosis's onset by using computer model
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21K12131
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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, 情報理工学部, 教授 (20393506)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | コンピュータシミュレーション / 動脈硬化 / シグナル伝達系 / 炎症アンプ / 血管内皮細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アテローム性動脈硬化は以下のようにして進行する。内皮下に蓄積した酸化LDLは内皮細胞の炎症アンプを活性化し、単球の誘引、マクロファージへの分化とマクロファージの泡沫化を誘導して、プラーク形成を誘導する。これが動脈硬化発症のステップである。動脈硬化も炎症が関わる疾患であり、STAT3の活性化が持続するF759突然変異で動脈硬化が憎悪するので、炎症アンプが関わっていると考えられる。内皮細胞内に、NFkBとSTAT3を活性化する炎症アンプがあるとし、NFｋBの経路とSTAT3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。炎症アンプの活性化によって生じる活性型NFｋB-STAT3複合体によってVCAMとM-CSFの産生が誘導されるというモデルである。昨年度構築したモデルで、2種類から5種類のパラメータを変化させるシミュレーションを網羅的に行い、泡沫化が起こる組み合わせを探索した。この際にパラメータの変化としては、遺伝的変異で起こりうる通常のパラメータの値の2倍か1/2とした。NFkBの核内への蓄積に係るパラメータを変化させると、泡沫化の時期が早くなり、SOCSによる抑制を小さくしたり、VCAMによるmonocyteの誘引に係るパラメータを変化させると泡沫化の量が増加することが分かった。上記のパラメータの組み合わせにより、泡沫化が持続することが見いだされ、これが動脈硬化発症につながると考えられる。以上の結果を日本分子生物学会と日本免疫学会で発表した。また、F759マウスとwild-typeマウスのLDL-HDL依存性と時間経過を比較したところ、F759マウスでは、泡沫細胞蓄積の開始時期は変わらないが、蓄積量が増大するというシミュレーション結果が得られた。実験での検証に関して徳島大学佐田教授と検討したが、現時点ではマウスを用いた検証は困難であるとの結論に至った。
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Research Products
(3 results)
