研究成果

皮膚がんの形態形成の数理モデルを開発 -細胞の増殖効果と流体効果-


2019年03月29日


     鶴山竜昭 医学研究科特定教授、星野拓馬 首都大学東京博士課程学生、好村滋行 同准教授らの研究グループは、メラノーマなどの皮膚がんの形態形成を説明する数理モデルを考案し、病理学的に観察される皮膚がんの異なるパターンは、がん細胞の増殖率と流体力学的相互作用の強さの違いに起因することを明らかにしました。

     皮膚がんの一種であるメラノーマは悪性黒色腫と呼ばれ、メラニンという色素物質を作る色素細胞(メラノサイト)によく似た性質をもつ細胞からなる腫瘍と考えられています。皮膚に形成されるメラノーマは病理学的な観察が比較的容易であり、「縞状パターン」や「斑点パターン」などが知られています。

     本研究では、皮膚がんの形態形成を新しいタイプの「相分離現象」と捉えて、その形態形成を計算機シミュレーションによって調べました。その結果、細胞の増殖率と流体効果の強さの組み合わせによって異なるパターンが得られることがわかり、特徴的な長さをもつ縞状パターンや斑点パターンなどを再現することに成功しました。

     本研究成果は、2019年3月21日に、国際学術誌「Physical Review E」に掲載されました。

    図:実際のメラノーマで観察される(a)縞状パターンと(b)斑点パターン(画像:「DermNet New Zealand」ホームページより)。本研究によって得られた(c)縞状パターンと(d)斑点パターン。

    詳しい研究内容について

    書誌情報

    【DOI】

    https://doi.org/10.1103/PhysRevE.99.032416

    Takuma Hoshino, Ming-Wei Liu, Kuo-An Wu, Hsuan-Yi Chen, Tatsuaki Tsuruyama, and Shigeyuki Komura (2019). Pattern formation of skin cancers: Effects of cancer proliferation and hydrodynamic interactions. Physical Review E, 99(3):032416.


    皮膚がんの形態形成の数理モデルを開発 -細胞の増殖効果と流体効果-
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