2023 Fiscal Year Research-status Report
A Novel Framework "Hierarchical Model" for Radiation Health Risk Estimation
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22K04987
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
真鍋 勇一郎 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (50533668)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 隆宏 関西大学, システム理工学部, 教授 (30202419)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 放射線誘発がん / 放射線誘発突然変異 / 2重鎖切断 / 線量率 / 数理モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【階層1】遺伝子 (遺伝子変異)：DNA損傷の中でも深刻な損傷と考えられているDNAの1重鎖切断(SSB)、2重鎖切断（DSB）に注目し、放射線および自然発生のSSB、DSBの掲示変化を記述する基礎的な微分方程式を構築し、国際会議で発表した。成果は査読付き論文として発表予定である。今後定量的な解析および改良を進める。
【階層2】染色体 (染色体異常)：過去の文献を読み、知見を得た。今後定式化を進める。
【階層3】細胞 (細胞のがん化および悪性腫瘍形成)：標的理論を微分方程式に書き下した微分方程式群を参考に、細胞に時間経過とともに変異が蓄積する過程を微分方程式により数理モデル化した。この数理モデルにおいて、Armitage-Doll モデルは生体内のがん化しうる全ての細胞の数に対して発生しているがん細胞の数が十分に小さい場合の近似として表現されことを示した。また、放射線誘発突然変異を記述するもぐらたたき理論を拡張し、発生する腫瘍の個数を記述する基礎的な微分方程式を構築し、国内学会で発表した。今後定量的な解析および改良を進める。
【階層4】個体 (寿命短縮)):(i) がんの発生、(ii) 時間の経過に伴うがんの進行、および (iii) がんによる死亡の3つの要素を組み込んだ数学モデルを構築し、環境科学研究所（IES）で行われたマウスの実験から得られたがんの罹患率データと累積死亡率データを分析し、がんの経時的な進行を評価した。その結果、放射線(20 mGy/day)を400日照射したことにより非照射軍より、寿命が短縮した（中央値104日）要因として、がんの早期発症（中央値68日）とがんの進行期間の短縮（中央値48日）の2つがあることを定量的に明らかにし、成果を論文として出版した。またがんの種類ごとに解析を行い、論文誌に投稿した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
染色体異常の定量モデルを構築することができていない。今後検討を進める。
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| Strategy for Future Research Activity |
博士後期課程学生が共同研究機関に就職したので、一層緊密に連絡し、議論を一層加速させる。また近年発展が著しい生成AI等を数値計算のプログラムの作成、文献検索、論文の推敲に活用して進める。
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| Causes of Carryover |
参加予定の国際会議が日本で実施された結果旅費が使えなかった。今後、博士前期課程学生も含め原子力学会年会、放射線影響学会年会、ICRP国際会議等に参加する。生成AIを活用するためにメモリを多く積み最新のGPUを搭載したPCを購入する。
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