細胞内液のミクロ流動を再現できる電気・化学・機械統合心筋細胞モデルの開発

2012 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23700530
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 平林 智子 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30566716)
• Keywords: 三相理論

Research Abstract

前年度の後半から今年度の前半にかけて、病気、出産、育児休業などにより研究を中断していた。そのため今年度は打ち合わせなどを行って研究計画の見直しを行った。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

前年度の後半から今年度の前半にかけて、病気、出産、育児休業などにより研究を中断していたため。

Strategy for Future Research Activity

一度中断してしまったので、ほぼ最初からやりなおすことになる。
ミクロ流動における電気化学・力学連成問題を取り扱うための理論としては三相理論が提案されているのでこれを用いる．心筋細胞モデルへの三相理論の適用の可能性は既に申請者によって示され，極めて簡単ではあるが2次元モデルも作成されているので，これを発展させる，複雑な構造への適用に問題がないか調べ，問題がある場合にはこれを解決するために解析範囲を限定して複雑な構造の再現を試みる．実際の細胞の構造を反映した本格的なモデルを作成する．並列化や計算機性能の向上（名古屋大学のスーパーコンピュータを使用する）などによって自由度を増やして解析範囲を拡張したうえで，細胞内液の挙動やそれに伴う細胞組織の変形・イオン分布・電位分布の変化などへの影響を確認しつつ，細胞内の構造を複雑にしていく．比較的大きくかつ単純な形状の細胞内小器官である核やミトコンドリアから導入を始める．三相理論の限界を考慮しながら，筋小胞体などのイオン分布に関連しそうな複雑な小器官を増やしていき，それぞれの細胞組織の変形・イオン分布・電位分布の変化などへの影響を確認する．最終的に，細胞内液のミクロ流動を再現できる心筋細胞モデルの解析手法を確立し，そのプロトタイプを作成する．

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

以前使用していた計算機環境などはすべて古くなってしまっているため、環境を充実させる。
大規模な計算を流す必要があるので、名古屋大学の大型計算機の使用料も発生する。
また、研究調査、打ち合わせが必要になってくるので、国内旅費も使用する。
間に合えば、国内での成果発表にも用いる。