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細胞競合において分裂速度の差を検知する細胞間相互作用の実態：数理解析と実験的検証

检测细胞竞争过程中分裂率差异的细胞间相互作用的实际状态：数学分析和实验验证

基本信息

批准号：
15J01837
负责人：
坪井有寿
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J01837/
关键词：
細胞競合数理モデル cell vertex model ショウジョウバエ力

项目摘要

今年度は、多細胞組織の力学研究でよく用いられる数理モデルcell vertex model (CVM)とショウジョウバエ実験を用いて細胞競合の時空間変化を明らかにした。この成果は、１つの変異細胞が腫瘍として組織中に拡がる初期過程を明らかにするものであり、基礎生物学的、医学的観点からも大変意義深い。この成果は学術雑誌に投稿しリバイス中である。また、上皮組織の力学的な細胞間相互作用を予測する方法論を確立し、学術雑誌で発表した。以下に、具体的な研究成果を記す。1. 昨年度、CVMによる細胞死シミュレーションを構築し、細胞レベルでの勝者細胞の空間占有メカニズムを見出していたが、今年度は、その細胞レベルでのメカニズムが組織レベルでも細胞競合の勝者の拡大に寄与することを発見した。特に、この組織レベルでの解析から、勝者クローンのごく近傍で敗者の細胞死が起こった場合に最も勝者クローンの成長が促進されることがわかった。2. ショウジョウバエ蛹期中胸背側(notum)上皮にモザイク状にクローン (Yki過剰発現細胞、RasV12過剰発現細胞)を誘導し、細胞競合のプロセスをライブイメージングにて観察した。さらに、これらのイメージング結果をImagejのプラグインTissue analyzerで定量画像解析し、シミュレーションの予測と比較した。その結果、①分裂の速い細胞の方が細胞死で失われた領地を獲得しやすい、②細長い細胞が死んだ場合ほどその性質が顕著になる、③勝者の選択的な面積獲得は特定の方向にバイアスしたintercalationにより生じる、という3点においてシミュレーションと実験が一致することが確認できた。3. 細胞競合などで観察される二種類の細胞が混在する組織での力学的相互作用を非侵襲的に予測する方法論を確立した。

This year, we used the mathematical model cell vertex model for the study of the mechanics of multicellular tissues. (CVM) とショウジョウバエ実験を Use いてcell competition to change the time and space of を明らかにした.このachievements, 1つの変 different cells, tumors, and として, the initial process of に拡がる in the tissue, を明らかにするものであり, basic biological and medical observations, からも大変大変have profound significance.この Results は Academic Journal に Contribution しリバイス中である.また、The mechanics of epithelial tissue and the cell-to-cell interaction are not predicted and the methodology is established. The following is a record of the specific research results. 1. Yesterday's year, CVM cell death シミュレーションを construction し, cell レベルでのwinner cell のspace occupation メカニズムを见出していたが, this year's は, そのcell レベルでのメカニズムがorganizing レベルでもcell competition のwinner の拡大に Send and することを発见した.特に、このorganizationレベルでのanalyticsから、winnerクローンのごく close proximityでloser’s cells The winner of the occasion is the winner and the growth promoter is the winner. 2. The epithelium of the dorsal thorax (notum) during the pupal stage (Yki over-expression cells, RasV12 over-expression cells) を induction, cell competition and competition. Tissue Analyzer is used for quantitative image analysis, and it is used for prediction and comparison.そのRESULT, ①The speed of division, the cell's death, the loss of the territory, and the acquisition of the territory, ②Slender cells, dead cells, and the nature of the cells, ③The area of the winner’s selection Obtain a specific direction of intercalation and intercalation , という3 points においてシミュレーションと実験が agreed することがconfirmed できた. 3. Cell competition means that two kinds of cells are mixed in the tissue and the mechanical interaction is non-invasive. The methodology is established.