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生命機能研究科研究交流会(FBSコロキウム)207

講演者 姫野 友紀子 (助教・立命館大学 生命科学部 生命情報学科)
演題 仮想時空間に心機能を再現する生体機能シミュレーター“e-Heart”
日時 2019年3月20日(水)12:15〜13:00
場所 生命システム棟2階セミナー室
世話人 世話人:竹内 裕子(生命機能研究科 生理学研究室・准教授)
Contact:Hiroko Takeuchi        
Tel :7996
E-mail: hiroko@fbs.osaka-u.ac.jp

演題/要旨

仮想時空間に心機能を再現する生体機能シミュレーター“e-Heart”

我々の心臓は、全身に血液を循環させるためのポンプとして絶えず動き続けている。心臓のリズミックなポンプ機能を発揮するのに重要なのは、洞房結節ペースメーカー細胞による自発興奮と心筋細胞による発生張力であり、それらを司るのが細胞内イオンメカニズムである。細胞は脂質二重膜でその内外を隔てられており、イオンは膜を貫通するイオンチャネルや輸送体などの膜タンパクの働きによって細胞の内外を行き来する。一つの細胞の細胞膜には数十種類ものイオンチャネルや輸送体が発現しており、この密度や分布によって、細胞の電気的な活動が特徴付けられることになる。しかし、各イオンチャネルや輸送体の活性は膜電位や細胞内外のイオン濃度等によって複雑な制御を受け、しかも時々刻々と変化するため、ある時点での各電流の大きさを見積もったり、またその寄与の大きさを議論したりするのは極めて困難である。そこで我々は、イオンチャネルや輸送体による各電流成分を数式化し、それらを統合することによって細胞の電気活動を再現する細胞モデルを開発した。モデルを用いれば、すべてのパラメータの動きが数値化されるため、イオンメカニズムを定量的に理解することが可能である。そして、その細胞モデルが発生する収縮力を駆動力として心周期を再現できる循環モデルも開発した。今回は、背景となる実験データを紹介しつつモデルの成り立ちを説明し、心機能を再現するシミュレーターを実行することで、心機能のダイナミズムを実感していただけるような発表をおこないたい。


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