共同研究・競争的資金等の研究課題

2020年10月 - 2023年3月

仮想人体構築のための数理モデル化

日本学術振興会  科学研究費助成事業 学術変革領域研究(B)  学術変革領域研究(B)

課題番号
20H05743
体系的課題番号
JP20H05743
配分額
(総額)
51,480,000円
(直接経費)
39,600,000円
(間接経費)
11,880,000円

本研究は、生体内の細胞・臓器・個体レベルで起きる様々な分子レベルの相互作用を数理モデル化して、その動態を包括的に理解することを目指したものである。多臓器にわたる全身性疾患の個別化医療等の実現のためには様々な臓器を包含した仮想生体の構築が不可欠であるが、実証実験を伴って精度検証したものは少ない。そこで、本研究では、仮想生体を構築する第一歩として、代謝の化学的な側面をモデル化し、臓器内で起きる空間的局在や細胞間の物質収支を考慮したヘテロな環境を再現する。これらを他班にて構築される臓器モデル培養系を利用して検証し、最終的には多臓器チップとして臓器間の相互作用のモデル化・検証も行う。細胞内外の相互作用物質を特定するためのメタボローム解析や、モデル検証のプロセスを繰り返すことにより、臓器間連携の再現やそのメカニズムの理解、特に生化学的な合理性の解明を研究目的とする。
本年度の実績としては、まず分子レベルのモデルとして、肝臓の臓器内局在を考慮した代謝パスウェイの数理モデルを構築した。また、分子レベルの検証を実施するために、前処理や測定法の検討、実際の臨床検体の測定等も進めている。更には長期的な測定においても定量値の再現性を向上させる補正方法も開発した。
今後は、肝臓の数理モデルについて、メタボローム解析も含めた分子レベルの検証実験を行う。肝線維化については、肝臓組織の形状を再現し、投薬による肝臓のダメージと肝線維化によるコラーゲンの蓄積の経時的な変化を、動物実験と画像上で比較検証する。他班との連携については、肝臓と腎臓の共培養を行った細胞のメタボローム解析とプロテオーム解析の結果を用いた統合解析なども実施する。また、これらの基盤となる測定技術に関しても最適化する必要があり、高感度化だけでなく、定量値の再現性や網羅性が高い測定方法を確立する。

リンク情報
KAKEN
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PLANNED-20H05743
ID情報
  • 課題番号 : 20H05743
  • 体系的課題番号 : JP20H05743

この研究課題の成果一覧

講演・口頭発表等

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