| 研究課題/領域番号 |
19K20396
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分62010:生命、健康および医療情報学関連
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| 研究機関 | 呉工業高等専門学校 (2021-2022)
東京工業大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
服部 佑哉 呉工業高等専門学校, 電気情報工学分野, 准教授 (30709803)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 数理モデル / 低線量放射線 / 細胞群 / 放射線ストレス応答 / 培養細胞 / シミュレーション / ニューラルネットワーク / 低線量放射線ストレス応答 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞の低線量放射線ストレス応答と機構は、生体の組織、器官、個体にどのような影響を与えているのか？本研究の目的は、組織、器官、個体の基本構造である「3次元細胞群」において、「細胞レベル」で、「低線量放射線ストレス応答の時空間動態」を推定・制御することである。そのために、物理モデル型と情報処理型のニューラルネットワーク（Neural Network: NN）を組み合わせた推定モデルと、所望の放射線ストレス応答を生成するための放射線照射パターンを逆向き計算する制御モデルを開発する。
本研究の目的を達成することで、3次元空間＋時間における生体の低線量放射線影響の解析に資する知見・成果が期待できる。
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| 研究成果の概要 |
低線量の放射線が照射された培養細胞集団では、高線量放射線照射時とは異なるストレス応答が報告されている。本研究では、3次元細胞群のセルオートマトンモデルを基に、細胞内のストレス応答をニューラルネットワークで構築することで、低線量放射線ストレス応答の時空間動態を計算可能なモデルを構築した。このモデルを使って、細胞生存率の線量依存性と時間依存性の実験データを表現可能であることが確認できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、細胞群の低線量放射線ストレス応答の予測とメカニズム解明を数理的に実施するための基礎的な研究である。これにより、高線量放射線からの外挿ではない、生体内ストレス応答に基づいた低線量放射線のリスク評価や、放射線治療における照射方法の計画立案への貢献も期待できる。
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