細胞間コミュニケーションに着目した細胞集団の放射線応答モデルの構築

Modeling of radiation response of cellular population based on intercellular communication

服部 佑哉; 鈴木 芳代; 舟山 知夫; 小林 泰彦; 横谷 明徳; 渡辺 立子

Hattori, Yuya; Suzuki, Michiyo; Funayama, Tomoo; Kobayashi, Yasuhiko; Yokoya, Akinari; Watanabe, Ritsuko

本研究では、細胞集団中の細胞間コミュニケーションの時間・空間的な動態を計算可能な数理モデルを構築し、照射する放射線の線量や照射領域によってコミュニケーションがどのように変化するのか、その結果、細胞集団にどのような放射線応答が現れるのかを明らかにすることを目的とする。提案する放射線応答モデルでは、細胞周期と細胞死を表現する1細胞の細胞モデルを、2次元平面の培養液上に複数配置して細胞集団を表現する。細胞間の伝達物質は、細胞モデルの状態を細胞周期停止と細胞死にスイッチングさせるギャップ結合経由の物質X、培養液経由の物質Yとして表現する。物質Xの伝達は、隣接する細胞モデル内の物質Xの濃度差をもとに計算し、物質Yの伝達は、2次元平面の培養液を格子で分割し、隣接する格子内の物質Yの濃度差をもとに計算する。講演では、放射線照射によって照射細胞モデル内の物質Xと物質Yの濃度が上昇したときに、それぞれの物質が隣接する細胞・培養液を介して非照射細胞モデルを含んだ集団全体へ伝達する様子と細胞集団中の個々の細胞モデルの状態について、線量や照射領域を変えた計算結果の一例を示し、本モデルの有用性を報告する。

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