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生体組織の形態形成において細胞移動から生じる組織流動現象の連続体力学モデリング

生物组织形态发生中细胞迁移引起的组织流动现象的连续力学建模

基本信息

批准号：
22KJ2231
负责人：
竹田宏典
金额：
$ 2.33万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は，細胞移動にともなう組織の流動的な性質を表現する数理モデルを構築することを目的とし，微視的な細胞の変形と，巨視的な組織の変形それぞれの空間スケールにおける数理モデルを構築する．細胞2022年度は，細胞が移動する際に観察される細胞膜の突出形状に着目し，昨年度に構築したアイソジオメトリック解析手法を用いて，膜面積の拡大にともなう細胞膜の突出の数値シミュレーションを行った．その結果，膜面積の拡大の空間分布に応じて，実際の細胞膜上で観察されるようなStubby形状やFilopodia形状，Mushroom形状といった突出パターンが形成されることを明らかにした．細胞膜の変形には，細胞膜が細胞内外の環境から受ける影響を考慮する必要がある．そこで，細胞膜が粘性抵抗を受ける状況を想定し，粘性流体中での薄膜の変形の数値計算手法を新たに開発した．粘性流体中での薄膜の変形を解析するため，アイソジオメトリック解析手法と境界積分法を組み合わせた新たな解析手法を構築した．本手法は，薄膜と粘性流体の流体―構造連成問題を解くための汎用性の高い手法である．本手法を用いて，流体―構造連成問題の代表例である単純せん断流れ中のカプセルの変形の解析を行った．ここで，カプセル表面に生じるシワに着目し，従来の研究では困難であったシワ形状の詳細を調べて新たな知見を得ている．また，粘性流体中での面拡大にともなう細胞膜の変形に本手法を適用し，解析を進めている．

In this study, the cell movement of the tissue flow showed that there was a significant increase in the number of cells, the shape of the micro-TV, and the cell shape of the giant TV. in the year 2022, cell movement detected the prominent shape of the cell membrane. In the year of last year, the analytical method was used in the analysis of the film, and the cell membrane highlighted the number of the data. The results show that the film is very sensitive to the space distribution, and the Stubby shape is detected on the cell membrane. Filopodia shape. The shape of the Mushroom highlights the formation of the cell membrane, the cell membrane, the extracellular and extracellular environment, the cellular and extracellular environment, the necessary factors, the stickiness resistance of the cell membrane, and the viscosity resistance of the cell membrane. The method of calculating the shape of thin film in viscous fluid is a new method for calculating the shape of thin film in viscous fluid. in viscous fluid, the shape of thin film in viscous fluid is analyzed, and the boundary method is used to analyze the shape of thin film in viscous fluid. this technique Thin film viscous fluid, film, viscous fluid, fluid, viscous fluid, The purpose of this study is to study the shape, shape and shape of the cell membrane in viscous fluid.