Characteristics of Cell Damage and Death under High Temperature Condition and Its Phenomenological Mathematical Model

高温条件下细胞损伤和死亡的特征及其唯象数学模型

• 批准号: 21360098
• 负责人: ISHIGURO Hiroshi
• 金额: $ 12.48万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21360098/
• 关键词: 生体熱工学; 高温ストレス; 温熱ストレス; 細胞損傷; 死滅モード; 数学的モデル化; モデル定数; 温度依存性; 細胞損傷・死滅; 数学的モデル; 反応速度論的モデル

Mathematical modeling to characterize high-temperature stress-induced cell damage and death was developed. For four kinds of models with reaction kinetic formulation, a parameter study of the rate constants of cell damage and death in the models was performed to analyze the model' s characteristics. An experiment was also performed to evaluate the time-series changes in the numbers of live and dead cells. The rate constants and the optimum reaction formula were determined by inverse problem analysis on the basis of experimental data of cell viability. Temperature dependency of rate constants was expressed by an Arrhenius' equation. The results show that the cell damage and death can be described well by the reaction kinetic model.

建立了表征高温胁迫诱导细胞损伤和死亡的数学模型。对4种反应动力学模型进行了细胞损伤和死亡速率常数的参数研究，分析了模型的特性。还进行了一项实验，以评估活细胞和死细胞数量的时间序列变化。根据细胞活力的实验数据，通过反问题分析确定了反应的速率常数和最佳反应配方。速率常数对温度的依赖性可用阿伦尼乌斯方程表示。结果表明，反应动力学模型能较好地描述细胞损伤和死亡。

项目成果

非定常温熱ストレスによる細胞損傷・死滅の予測(反応速度論的数学モデルの適用)

不稳定热应力引起的细胞损伤和死亡的预测（动力学数学模型的应用）

• 发表时间: 2009
• 期刊: 第46回日本伝熱シンポジウム講演論文集 3
• 作者: 石黒博;他1名
• 通讯作者: 他1名

温熱ストレス下における細胞の死滅率と損傷関数の関連性

热应激下细胞死亡率与损伤功能的关系

• 发表时间: 2011
• 期刊: 第48回日本伝熱シンポジウム講演論文集
• 作者: 石黒博;他1名
• 通讯作者: 他1名

成熟神経細胞の凍結・融解挙動と生存性

成熟神经元的冷冻/解冻行为和存活

• 发表时间: 2011
• 作者: 植村真;石黒博
• 通讯作者: 石黒博

凍結手術と生体熱工学

冷冻外科和生物热工程

• 发表时间: 2009
• 作者: 桑原慎子;春日純;Donghui Wang;福士幸治;荒川圭太;小山寿恵;稲田孝明;藤川清三;M. Takei;石黒博
• 通讯作者: 石黒博

Three-Dimensional Microscopic Behavior of Ice Crystals and Cells during Directional Solidification of Muscle Tissues Treated with DMSO

DMSO 处理的肌肉组织定向凝固过程中冰晶和细胞的三维微观行为

• 发表时间: 2009
• 作者: ISHIGURO H.;KATAORI A. and NOZAWA M.
• 通讯作者: KATAORI A. and NOZAWA M.