応力状態の変化に基づく異常細胞のセンシングと排出機構～細胞競合の力学的シナリオ

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Cell competition: a mechanism for survival of the fittest in the multi-cellular community
• Project/Area Number: 17H05629
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 森下 喜弘 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (00404062)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 細胞競合 / 理論生物

Outline of Annual Research Achievements

本研究では『応力状態の変化に基づく異常細胞のセンシングと排出機構～細胞競合の力学的シナリオ』を研究課題名とし理論解析と数値シミュレーションによって下記の課題（１）～（３）に取り組む。（１）成長する上皮組織における応力伝播機構の解明。（２）応力状態変化に基づく異常細胞センシングおよび排出機構の提案。（３）実験研究者と共同研究による応力伝播と異常細胞センシング機構の検証。

課題(1)と(2)に関しては、上皮細胞集団の力学を表現するVertex dynamics modelを用いて数理モデリングとシミュレーションによって研究を進めてきた。分裂する細胞の周囲の細胞における応力状態の経時的変化をシミュレーションし、得られた多数のデータを統計的に解析するところまで終了した。現在、応力伝播の様子を統一的に説明するための解析解導出を試みている。さらに、この情報を使って、周囲の細胞が応力状態変化からどの程度の精度で異常細胞を識別することが可能かという計算を行う予定である。これらの結果がまとまり次第、論文にまとめて投稿する計画である。他方で、力学的な細胞排出機構に関しては、解析的な近似解の導出に成功し、論文執筆を終え投稿中である[Lee and Morishita, "Critical Contractility and Cell Size for Mechanical Elimination of Cells from Epithelial Tissue", submitted]。(3)に関しては、領域内実験研究者から提供されたカルシウム時間変化のデータ解析を行ったが、特筆すべき結果は得られなかった。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。