階層フィードバックを考慮したマルチスケール数理モデルと疾患力学系の解析

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K05265
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 数学基礎・応用数学
• 研究機関: 北海道大学 (2018); 東京大学 (2016-2017)
• 研究代表者: 中岡 慎治 北海道大学, 先端生命科学研究院, 特任講師 (30512040)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 数理モデル / 応用数学 / 生命医科学

研究成果の概要

ガンや皮膚炎など疾患は、たんぱく質 (分子) や細胞の異常が組織 (皮膚など) に拡大波及したものである。疾患の中には、分子 (速いダイナミクス) と組織 (遅いダイナミクス) 間に階層フィードバックが存在し、悪循環によって発症するものがある。

本研究では、階層フィードバックを考慮した疾患のマルチスケールダイナミクスを数理モデルによって研究する。疾患マルチスケールモデル研究の発展と同時に、医学の課題にも貢献し得る成果を発信するのが目的である。

自由記述の分野

システム数理生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、分子 (速いダイナミクス) と細胞・組織 (遅いダイナミクス) レベルで見られるタイムスケールの違いを考慮した生命現象を取り扱う上で役立つ数理モデルを開発することができた。

開発した数理モデルをもとに、実データを解析して得られた結果を生物学・医学に基づいて解釈することで、様々な疾患に対する理解が得られるとともに、将来的に疾患を制御する上で重要な示唆を得ることができた。