皮膚組織における階層的構造形成と機能の動的相関：病理への展開

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私はこれまで指導教員とともに（１）積層脂質膜における物質浸透および（２）皮膚がんのパターン形成という二つの課題を中心に研究を進めてきた。（１）積層脂質膜における物質浸透昨年度の報告のとおり、この課題はすでに論文が雑誌に掲載されている。この課題では皮膚角質層中に存在する積層した脂質膜に対する物質の浸透性に着目し、その定量化を行った。定量化の際は膜の温度や物質のサイズなどを重要なパラメーターとして変化させた。特に積層脂質膜の物質浸透が「膜の濃度ゆらぎ」という物理現象によって勇気されることが明らかになった。課題（１）は７月には京都の国際学会にてポスター発表を行った。（２）皮膚がんのパターン形成課題(1)の投稿を行う以前から、課題(2)に関しての研究を開始した。まず私はシミュレーションのモデル構築を始めた。モデルにはオンサーガーの変分原理と呼ばれる方法を用いることにした。がん細胞の増殖にはミトコンドリアなどの増殖のモデルを取り込むことにした。また、真皮と表皮を隔てる基底膜からの摩擦抵抗を考盧することで、流体力学的相互作用の影響を調べることが可能となった。 この発展方程式を解くことで、表皮上に現れる二次元パターンの解析を行った。その結果、縞状パターンは流体効果が小さい場合に見られ、斑点パターンは流体効果が大きくかつ増殖率が小さい状況で出現することがかった。さらに本研究ではパターン形成のダイナミクスを調べることが可能である。ダイナミクスの結果から、定常状態の近くではがん細胞の領域に渦構造が形成されていることが明らかになった。 これらの結果は3月にPhysicalReviewEにおいて発表された。