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がん細胞―血管内皮細胞間相互作用に着目したがん転移の数理モデル

研究代表者 
伊東剛
東京大学医科学研究所 人癌病因遺伝子分野
https://www.ims.u-tokyo.ac.jp/hitogan/index.html

研究概要

  がんの浸潤、転移はがん細胞―正常細胞間の接着、脱接着と密接に関わっており、研究代表者はこれまでに細胞接着分子によるがんの浸潤、転移の制御機構に関する分子生物学的研究を行ってきた。多段階的に起こるがん転移の過程において、血中を循環するがん細胞が血管内皮細胞と接着して血管外遊出を起こすステップに着目し、がん細胞―血管内皮細胞間相互作用に関与する接着分子群の同定を進めており、本研究では細胞接着を介した転移成立の過程を生物学的アプローチ、数理的アプローチの両面から明らかにすることを目的とする。
  がん転移の実験モデルにおいてがん細胞が転移する確率は約1万分の1のオーダーであり、転移は非常に稀なイベントであるため、1つの転移細胞の遺伝子発現を調べたり、イメージングでリアルタイムに追跡したりすることは困難である。そこでがん転移成立の過程を数理モデル化してシミュレーションにより予測するというアプローチが有効と考える。血管内皮細胞における接着分子の発現、血管の構造、免疫細胞のサイトカインの分泌などの要因がどのように転移に影響を及ぼすかについて、偏微分方程式を用いて反応を記述し、各々のパラメータを最適化して転移が成立する条件を予測する。そして、マウス実験的転移モデルを用いてがん細胞、血管内皮細胞、免疫細胞などについて蛍光イメージングによる解析を行い、シミュレーションの結果を検証して数理モデルにフィードバックすることにより妥当性の高いモデルの構築を目指す。

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参考文献

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