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心筋シミュレータを用いた定量的な薬効予測システムの研究

心肌模拟器定量药效预测系统研究

基本信息

批准号：
17700393
负责人：
皿井伸明
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度はヒトにおける薬効を推測しうるシステムの研究に取り組み、一定の成果を収めた。そのためにはシステム全般の改良に取り組む必要があった。すなわち、シミュレーションシステムsimBioの改良と更新、最適化プログラムの高速・高機能化、モルモット実心臓から最適化に適した記録を取得する手法の開発、ヒト心筋細胞数理モデルの開発、ヒト心筋における不整脈の再現に取り組んだ。最適化プログラムでは、数理モデルのパラメータ空間であらかじめ計算結果を生成しておき、多数の入力データに対して高速に評価することを可能とした。最適化手法としては応答曲面法を実装し、パラメータ空間を可視化して最適解を求めることが出来た。これを用いて、13種類の薬剤投与実験結果を解析したところ、個々の薬剤について知られている作用を説明しうる結果が得られた。また分散計算ルーチン、最適化評価関数計算ルーチンを統合し、マニュアルを整備し、利用手順を簡便化してパッケージ化し、公開の準備を整えた。ランゲンドルフ灌流下のモルモット心臓標本から心筋活動電位と収縮張力を同時記録することで、よりシステムの精度を向上させた。ヒトでの催不整脈の評価に利用するため、ヒト心筋から得られたイオンチャネル電流記録などに基づき、ヒト心筋細胞数理モデルを開発している。ヒトからのデータはモルモット等の実験動物と比して限られているため、包括的モルモット心筋数理モデルを基準として機能要素をヒトのモデルに置き換えて実現している。そして、これを用いて自発性脱分極の再現に取り組んだところ、細胞内カルシウム動態に外乱を与えることで、後期再分極を再現しうることを発見した。

This year's research on the effectiveness of the research has been carried out in groups and certain results have been collected.そのためにはシステムall improvementにtakeり组むnecessaryがあった.すなわち, シミュレーションシステムsimBio's improved and updated, optimized プログラムの high-speed and high-performance, モルモット実心燓からOptimization にAdaptation したRecord をGet する Technique の开発, ヒトcardiovascular cell mathematics モデルの开発, ヒト心suji における不regular pulse のappearance にGET りgroup んだ. Calculation results of the optimization manual and the mathematical calculation method of the space calculation Generate しておき、Multiple input force データに対してHigh speed にreview価することをpossible とした. Optimization technique and surface method are used to install and visualize the space, and the optimal solution is to be solved.これを用いて、13 types of の薬剤investment and 実験 results をanalytics したところ、personal 々の薬剤について知られている Effect を Description しうる Result が got られた.またDispersed calculation ルーチン, Optimal evaluation value calculation ルーチンをintegrated し, マニュアルをPreparationし、Use the user guide をsimplificationしてパッケージ化し、Preparation for the public releaseをえた. The myocardial activity potential of the heart muscle specimen under the perfusion of ランゲンドルフThe shrinkage tension is recorded at the same time as the precision of the tension and the precision of the contraction.するため,ヒト心sujiから得られたイオンチャネル Electric current recording などに本づき, ヒトcardiotomy cell mathematics モデルを开発している.ヒトからのデータはモルモットの実験物と比してlimited られているため、モルモ includedット心suji math and physics モデルをstandard and としてfunctional elements をヒトのモデルに SETきchange えて実成している.そして, これを Use いてautism to reproduce the dedifferentiated polarity, にtake りgroup んだところ, and intracellular カルThe dynamics of the シウムに外乱を and the えることで, and the post-production reappearance of the しうることを発见した.