所報 107

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Lumens, liquid-filled cavities surrounded by polarized tissue cells, are elementary units involved in the morphogenesis of organs. Theoretical modeling and computations, which can integrate various factors involved in biophysics of mor-phogenesis of cell assembly and lumens, may play significant roles to elucidate the mechanisms in formation of such complex tissue with lumens. However, up to present, it has not been documented well what computational approaches or frameworks can be applied for this purpose and how we can choose the appropriate approach for each problem. In this review, we report some typical lumen morphologies and basic mechanisms for the development of lumens, focusing on three keywords - mechanics, hydraulics and geometry - while outlining pros and cons of the current main computa-tional strategies. We also describe brief guidance of readouts, i.e., what we should measure in experiments to make the comparison with the model’s assumptions and predictions. (Note: this abstract is reprinted from the original paper.)Keywords : Computational approaches, Luminogenesis, Mathematical modelingKana FUJI, Sakurako TANIDA, Masaki SANO, Makiko NONOMURA, Daniel RIVELINE, Hisao HONDA, Tetsuya HIRAIWA　内腔とは，生体組織などの細胞集団の中に形作られる，細胞外液体で満たされた領域のことである。内腔はもっぱら極性を持った細胞集団に囲まれており，内腔と細胞集団とは協同して機能的に働く。組織の形づくりにおいてもその協同が重要である。こうして内腔は複雑な形の組織を作り出すのに重要な役割を担っており，そのため，生体組織の形成メカニズムを解明するためには，細胞集団だけでなく内腔も含んだ形づくりの過程をまず理解する必要があると考えられている。このプロセスは様々な要因が入り組んだ複雑なものであるため，その理解のためには，諸要因を統合できる数理モデリングとその計算が必要不可欠である。しかし，現状では，どのようなモデリングと計算の手法がそのために利用できるのか，また，各問題に対してどのように適切な手法を選択すればよいのかについて，十分な議論がなされていない。本レビュー論文では，力学，水理学，幾何的拘束の３つのキーワードを軸として典型的な内腔の形態とその形成メカニズムについて概観したのちに，現時点における主な計算手法の長所と短所を整理した。また，モデルの仮定や予測との比較を行うためには実験で何を測定すべきかの簡単な指針についても述べた。キーワード：計算手法，内腔形成，数理モデリングJournal（掲載誌）Seminars in Cell & Developmental Biology, 131, 173-185 (2022).DOI: 10.1016/j.semcdb.2022.05.021.－　　－27内腔形成をシミュレーションするための計算手法Computational approaches for simulating luminogenesisPublished Paper