| 研究課題/領域番号 |
25871132
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
中岡 慎治 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30512040)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| キーワード | マルチスケール数理モデル / 免疫系 / アトピー性皮膚炎 |
|---|
| 研究実績の概要 |
1. 皮膚炎発症と進行のダイナミクスを記述したマルチスケール数理モデルの構築を大目標として掲げ、三年間にわたってミクロ・メゾ・マクロスケール各階層における動態を記述した数理モデルの作成に取り組んでいる。初年度はメゾスコピック系 (表皮細胞間のオートクライン型サイトカイン分泌による細胞間相互作用を記述した確率モデル：論文投稿準備中)の研究を進め、まとめる方向性ができはじめたので、２年目にあたる今年度は、マクロスケールを記述した数理モデル構築と数値計算に専念して研究を進めた。具体的には、表皮の大多数を占める細胞であるケラチノサイトを標的として、炎症反応が表皮組織レベルでどう拡大し、維持されるかに関する数理モデルを構築して解析している。具体的には、黄色ブドウ球菌など、アトピー性皮膚炎発症時には個体数増大が観察される皮膚常在菌による抗原刺激を想定し、表皮におけるプロテアーゼ活性と細菌に対する免疫応答も組み込んだ数理モデルを構築済みである。プロテアーゼ活性と免疫応答の相互作用によって、持続的な炎症反応が表皮組織レベルで維持される仕組みをただいま解析中である。
2. 最終年度 (３年目) に集中して取り組むべき、ミクロレベルでの皮膚炎関連シグナル伝達ネットワーク数理モデル構築に向けて、ただいま取得可能な遺伝子発現データと、注目すべきシグナル伝達系の選定を行っている。ミクロレベルのシグナル伝達ネットワーク数理モデルでは、ネットワーク上の常微分方程式を考えることになるが、変数が多くなると数値計算上の工夫が必要である。先立って、どのような数値計算スキームが適しているかを別の方程式系で検証が終わった段階 (システム制御情報学会の特集号へ和文として投稿予定) である。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初、初年度に予定していた細胞内のシグナル伝達系を記述したミクロモデル(プロテアーゼと酸化ストレス)は、参考とする実験データに基いて作成する必要がある。当初の予定とズレが生じたため、結果としてメゾスコピックスケールの数理モデル構築 (初年度)、マクロスケールの数理モデル構築 (二年目) に取り組むことになった。進行順序に変更はあるものの、進捗状況は概ね予定通りである。最終年度は、初年度に予定していたミクロモデルの構築に取り組み始めている。
|
| 今後の研究の推進方策 |
最終年度は、初年度に予定していたミクロモデルの構築に取り組み始めている。構想通り、プロテアーゼに起因すると考えられる表皮のバリアー機能減弱を表現するためのシグナル伝達系の数理モデルの構築に取り組む。並行して、酸化ストレスがトリガーとなって生じる免疫応答とその破綻に関与が想定されるシグナル伝達系についても、同様に数理モデルの構築に取り組む予定である。
|
