Continuum theory of growing cellular tissues and its application to organ formation

生长细胞组织的连续体理论及其在器官形成中的应用

基本信息

批准号：
18K13516
负责人：
藪中俊介
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Japan Atomic Energy Agency (2021-2022)Kyushu University (2018-2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

発生過程においては、異なる種類の細胞が適切に分離すること（細胞選別）が重要である。細胞選別の起こる連続体モデルに関して考察を進めた。極性場の効果が細胞腫によって異なるモデルを構築し、連続体モデルの数値シミュレーションを行い、異種の細胞腫の相分離が起こることを示した。具体的には、高分子溶液等での相分離現象を記述する二成分流体の連続体方程式の構築法を参考にし、極性場による自己推進運動を導入した。このようなモデルでは、極性場の影響以外にも、二成分の持つさまざまな性質の非対称性が導入可能である。上記の相分離は平衡系のものとは異なり、アクティブな効果があって初めて生じるものである。現在、極性場を多成分にした場合や、相分離の時間発展の詳細なベキ則の解析等をおこなっている。またこのような相分離現象を記述する二成分流体の理論の基礎的な研究も行なった。一例としては、温度勾配下での熱浸透効果の研究をおこなった。温度勾配下での輸送現象は、非平衡物理の基礎的な問題として長年考察されているものの、定性的に輸送方向の理解をすることすら困難な場合も多い。今回は、二成分流体の連続体方程式を温度不均一の状況での一成分の気液転移を記述する動的 van der Waals理論に倣って構築した。その方程式を解析することで、熱流により誘起される力の表式を導出し、臨界点近くの二成分流体が上部臨界温度をもつか下部臨界温度をもつかに応じ、輸送の方向が異なることを明らかにした。

在发展过程中，正确分离不同类型的细胞（细胞分选）很重要。已经对发生细胞分类的连续模型进行了讨论。为细胞瘤构建了具有不同效果的模型，并进行了连续模型的数值模拟，以表明发生异源细胞瘤的相位分离发生。具体而言，使用构建两个组分流体的连续性方程的方法引入了由于极性场引起的，该方法描述了聚合物溶液中的相分离现象等。除了极性场的效果外，此类模型还可以引入两种成分的各种特性的不对称性。上述相位与平衡系统的分离不同，并且仅在发生主动效应时才发生。当前，我们正在对相位分离时间演变的功率规则进行详细分析，例如将极地场纳入多组分时。我们还对描述这种相分离现象的两组分流体的理论进行了基础研究。例如，我们对温度梯度下的热渗透作用进行了研究。在温度梯度下的运输现象已被视为非平衡物理学中的基本问题，但通常也很难在定性上理解运输方向。在本文中，我们根据动态范德华理论构建了二元流体的连续方程，该理论描述了在温度不均匀情况下单个成分的气液过渡。通过分析方程式，我们得出了由热流诱导的力的表示，并揭示了转运方向取决于临界点附近的两个分量流体在上部还是下临界温度上。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

臨界点近くの２成分混合系中のコロイドの抵抗係数

双组分混合体系中胶体在临界点附近的阻力系数

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Junichi Ishida;Soshi Iimura;and Hideo Hosono;藪中俊介
通讯作者：
藪中俊介

球および円柱の周りの臨界吸着プロファイルのLocal renormalized functional theoryによる解析

使用局部重整泛函理论分析球体和圆柱体周围的临界吸附曲线

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Soshi Iimura;Hiroshi Okanishi;Satoru Matsuishi;Haruhiro Hiraka;Takashi Honda;Kazutaka Ikeda;Thomas C. Hansen;Toshiya Otomo;Hideo Hosono;藪中俊介
通讯作者：
藪中俊介

キュリー研究所(フランス)

居里研究所（法国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Isothermal transport of a near-critical binary fluid mixture through a capillary tube with the preferential adsorption

近临界二元流体混合物通过毛细管的优先吸附等温传输

DOI：
10.1063/5.0090218
发表时间：
2022
期刊：
Physics of Flluids
影响因子：
0
作者：
Takeshi Mito;Taiki Nakayama;Keisuke Miyamoto;Yusuke Nakai;Koichi Ueda;Slavomir Gabani;Gabriel Pristas;Karol Flachbart;Konral Siemensmeyer;Natalia Shitsevalova;Shunsuke Yabunaka and Youhei Fujitani
通讯作者：
Shunsuke Yabunaka and Youhei Fujitani

Chapter 14. Theory of Active Particles and Drops Driven by Chemical Reactions: The Role of Hydrodynamics on Self-propulsion and Collective Behaviours

第 14 章化学反应驱动的活性粒子和液滴理论：流体动力学对自推进和集体行为的作用