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水晶体上皮細胞のコロニー形成モデル

Modeling for clonogenicity of lens epithelial cells

及川 青亮*; 松谷 悠佑  ; 浜田 信行*; 伊達 広行*

Oikawa, Joma*; Matsuya, Yusuke; Hamada, Nobuyuki*; Date, Hiroyuki*

低線量被ばくによる放射線白内障のリスクが注目されているが、その発症機序や線量・線量率への応答などには不明な点が多い。近年、ヒトの水晶体上皮細胞(HLEC1)が2Gy以上の被ばくにより過増殖を起こす現象が報告され、白内障の発症機構に関連すると考えられている。本研究ではHLEC1の過増殖応答を明らかにするため、エージェントベースモデル(ABM)開発ソフトウェアNetLogoを使用して細胞コロニーモデルを作成した。本モデルでは、細胞周期、接触阻害、細胞分裂回数の上限などのパラメータをモデルに組み込み、非照射時のHLEC1のコロニー形成を再現した。照射時の過増殖は、細胞周期の短縮や分裂回数上限の上昇により再現されることが分かった。この知見は、ヒト上皮細胞の被ばくによる過増殖と白内障へ発展する頻度を推定する際に有効になると考えられる。

Risk of cataract after exposure has drawn an attention, however its onset mechanisms and the responses to low-dose exposure remain unclear. In recent years, it has been reported that human lens epithelial cells (HLEC1) induce excessive proliferation after exposure with more than 2 Gy, which might be related with cataract onset mechanism. In this study, to clarify the excessive proliferation in HLEC1, a cell colony model was developed by using agent-based model based on NetLogo. This model includes several parameters such as cell cycle, contact inhibition, upper limit of number of cell divisions to reproduce the experimental colony size of non-irradiated cells. From the model study, it was found that excessive proliferation after exposure can be reproduced by considering shortening the cell cycle and increasing the upper limit of cell division. These findings contribute to effective estimation for excessive proliferation of lens epithelial cells and cataract risk after exposure.

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