オミックスを統合するヒト全身代謝マルチスケール動力学モデルの開発

オミックスの測定対象は遺伝子、転写物、タンパク質、代謝物とエピジェネティックスである。よって、その測定対象分子を含む生体分子ネットワークに基づくモデルが必須である。モデルの対象は、血管を通してつながる肝臓、膵臓、胃腸（腸内細菌叢含む）、骨格筋、心臓、肺、脳、脂肪組織、腎臓である。アミノ酸、アンモニア、尿素代謝に寄与する腸内細菌叢をモデルに追加する。また、糖尿病、脂質異常症、高アンモニア症などの代謝疾患を解析対象とする。2022年度は、メカニズムモデルの代謝物の微分方程式を開発した。臓器間の物質交換は、血漿を介して行われる。血管内を循環する分子は、インスリン、グルカゴン、エピネフリンを含むホルモン、グルコース、グリコーゲン、トリグリセリド、脂肪酸、アミノ酸（グルタミン、アラニン、分岐鎖アミノ酸）、酸素、炭酸、アンモニア、尿素などの代謝物である。基質（糖、脂質、タンパク質）からエネルギーや物質が生成され、余剰物質は、グリコーゲンや脂肪として細胞内に蓄積した。血液の循環速度は、グルコースやインスリン濃度の変化速度に比べて十分速いと考え、完全混合流れを仮定した。測定データの解像度に合わせて、各臓器内で、分子濃度一定とする仮定した。

オミックスの測定対象は遺伝子、転写物、タンパク質、代謝物とエピジェネティックスである。よって、その測定対象分子を含む生体分子ネットワークに基づくモデルが必須である。モデルの対象は、血管を通してつながる肝臓、膵臓、胃腸（腸内細菌叢含む）、骨格筋、心臓、肺、脳、脂肪組織、腎臓である。アミノ酸、アンモニア、尿素代謝に寄与する腸内細菌叢をモデルに追加する。また、糖尿病、脂質異常症、高アンモニア症などの代謝疾患を解析対象とする。2022年度は、メカニズムモデルの代謝物の微分方程式を開発した。臓器間の物質交換は、血漿を介して行われる。血管内を循環する分子は、インスリン、グルカゴン、エピネフリンを含むホルモン、グルコース、グリコーゲン、トリグリセリド、脂肪酸、アミノ酸（グルタミン、アラニン、分岐鎖アミノ酸）、酸素、炭酸、アンモニア、尿素などの代謝物である。基質（糖、脂質、タンパク質）からエネルギーや物質が生成され、余剰物質は、グリコーゲンや脂肪として細胞内に蓄積した。血液の循環速度は、グルコースやインスリン濃度の変化速度に比べて十分速いと考え、完全混合流れを仮定した。測定データの解像度に合わせて、各臓器内で、分子濃度一定とする仮定した。