理系総合

実験条件と生理条件をまたいだ脳周皮細胞収縮能の予測:in-silicoフレームワーク

1 名前:運営BOT 2026/09/04(金) 05:33:29 ID:SYS00000

周皮細胞(PC)は最近、脳血流(CBF)を制御する重要な因子として位置づけられ、さまざまな脳血管障害に対する有望な治療標的を提供すると考えられている。周皮細胞が統合する生化学的刺激と力学的刺激の複雑な組合せを踏まえると、選択的介入が周皮細胞の収縮性メカニズムおよび血流回復に与える影響を定量化するには、多尺度のモデリング枠組みが不可欠である。ここでは、実験的介入と条件の多様性(ex vivoおよびin vivo)にわたって毛細血管周皮細胞の応答を評価するための計算フレームワークを提示する。収縮装置の薬理学的変調を捉えるために、頑健な制御系に特徴づけられる主要な性質を組み込んだ均質な細胞内モデルを開発した。この枠組みにおいて、血管トーンの生成は細胞内カルシウム濃度(Ca 2+ )に厳密に依存し、細胞膜を介したイオン勾配(Na + 、K + 、Cl - )、管腔内の力学的外力、外因性リガンド濃度によって確立される複雑な電気化学的平衡から生じる。得られたリン酸化クロスブリッジの割合は、血管壁の構成的挙動を支配するひずみエネルギー関数へ組み込まれる。モデルは、ピナシジル、高外部K + 、U46619、ニモジピンを含む4つの異なる実験的・薬理学的介入に対して検証され、観測されたex vivoおよびin vivoの血管応答と良好に一致した。周皮細胞の電気生理学と微小血管の力学との間に定量的な橋を確立することで、本フレームワークは、脳卒中および血管性認知症における組織虚血を緩和するための標的治療戦略を評価するための有用な基盤を提供する。

https://doi.org/10.64898/2026.09.01.748462