| 研究課題/領域番号 |
20K18020
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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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| 審査区分 |
小区分56020:整形外科学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
金 英寛 京都大学, 医生物学研究所, 助教 (30843338)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 骨代謝 / 数理モデル / 薬剤投与シミュレーション / 骨質 / 骨粗鬆症 / 骨粗鬆症治療 / リモデリング / モデリング / 力学的適応 / シミュレーション / 細胞動態 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、骨粗鬆症治療における骨強度評価の際、従来の骨密度に加え骨質の重要性が認識されている。本研究の目的は、骨代謝・治療数理モデルを構築し、薬剤投与シミュレーションにより骨密度および骨質に対する薬剤効果を明らかにすることである。本数理モデルは、従来評価困難であった骨質を時空間的な細胞動態に基づき評価することを可能とする。本研究は、病態解明や創薬など骨代謝領域において幅広い役割を担い、また、患者ごとに最良な薬剤治療戦略を策定する個別化治療支援技術として臨床応用可能な革新的手法となる。
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| 研究成果の概要 |
骨粗鬆症診療においては、骨のミクロ評価である骨質に対する薬剤効果の重要性が認識されている。しかし、骨質と密接に関わる骨微細構造は、力学―生化学の連関により時間的空間的に調節された複雑な細胞動態に基づき構築されるため、多様な骨粗鬆症治療薬が骨質に与える影響を理解・予測することは簡単ではない。本研究は、in silico解析手法を応用し、細胞動態と多様な作用機序の薬剤効果を表現した骨代謝・治療数理モデルを構築した。これにより、計算機シミュレーションによって、骨質を時空間的な細胞動態の結果として表現し、さらに骨質に対する薬剤効果を薬剤作用機序に基づいて理解・予測する技術を創成した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の数理モデル研究では、骨質に対する薬剤効果の多様性を表現することが難しかった。本研究成果は、分子・細胞の時空間的動態を要素過程としてモデル化することで、骨質に対する薬剤効果が発現する機構を細胞動態に基づき理解することを可能とするものであり、学術的に意義深いと考える。本手法を応用することで、骨密度および骨質解析に基づいた包括的な骨強度評価が可能となり、病態に応じたより正確な診断や治療方法の策定につながるため、社会的に果たす役割は大きいだろう。骨粗鬆症だけでなく、幅広い骨代謝疾患へと拡張できれば、様々な患者の自立性の喪失を未然に防ぐことができる、包括的な診断・治療支援技術として期待できる。
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