Development of a numerical model to clarify the rupture/damage mechanics of the red blood cell

开发数值模型以阐明红细胞的破裂/损伤机制

• 批准号: 20K14651
• 负责人: ニックス ステファニー
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Iwate Prefectural University (2022)Akita Prefectural University (2020-2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14651/
• 关键词: 赤血球; 赤血球膜; 境界要素法; バイオメカニクス; 生体流体力学; 溶血

本研究では，赤血球膜の骨格構造が不均一であること，つまり接続タンパク質が異なる構造に結合し，異なる数の接続を形成することが知られている．一方で，従来の赤血球は均一な構造としてモデル化されており，そのトポロジーの違いが見落とされている可能性がある．そこで，本研究では非構造化された三角形のメッシュと，実際の細胞膜骨格の構造を表現したメッシュ赤血球膜のメッシュを作成した．これらのメッシュを用いた赤血球モデルを流れの中の挙動を比較し，トポロジーの均一性の違いがどのような影響を与えるかを調査した．赤血球膜の骨格構造の不均一性とトポロジーの違いが，赤血球の挙動に与える効果を明確化することができた．赤血球膜の骨格構造が赤血球の老化や疾患に関連していると示唆されているため，膜骨格の構造の不均一性が赤血球の変形等の挙動にどのように影響しているか明らかにできれば，血液疾患に対する知見と治療に繋げる．

In this study, we found that the structure of erythrocyte membrane is heterogeneous, and that the structure of erythrocyte membrane is heterogeneous. On the one hand, the structure of red blood cells in the future is uniform, and the possibility of the formation of red blood cells in the future is high. In this study, the structure of the cell membrane skeleton was constructed without structuring the triangle. A survey was conducted to investigate the effects of changes in the uniformity of blood flow. The heterogeneity of the cellular structure of the erythrocyte membrane is clarified. The cell structure of erythrocyte membrane is related to the aging disease of erythrocyte, and the heterogeneity of cell structure affects the movement of erythrocyte shape.

项目成果

A numerical study on the dependence of red blood cell rupture on membrane cytoskeleton topology

红细胞破裂对膜细胞骨架拓扑依赖性的数值研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Ryo Kurimoto;Kosuke Hayashi;Akio Tomiyama;Stephanie Nix
• 通讯作者: Stephanie Nix