凋亡中双稳性与不可逆性的有效描述
分子网络
2021-05-18 v1
摘要
凋亡是一种程序性细胞死亡机制，细胞在其中进行受控的拆除并为被消化做好准备，而不损害其环境。在正常条件下，凋亡受到抑制，直到被适当的信号不可逆地诱导。在成年生物体中，凋亡是清除受损细胞的自然方式，其紊乱或过度与癌症和自身免疫性疾病相关。凋亡由半胱天冬酶（caspase）控制的复杂信号网络调节，半胱天冬酶是消化必需细胞组分并促进基因组 DNA 降解的专门酶。在这项工作中，我们提出了一种以 caspase-3 作为细胞命运读出的信号网络有效描述。我们将中间网络相互作用整合为作用于 caspase-3 的非线性反馈函数，并将促凋亡刺激和调控元件的效应引入为饱和激活函数。我们发现该理论具有稳健的双稳区，其中两种可能状态共存，分别代表存活和细胞死亡命运。在广泛的参数范围内，强刺激可诱导向死亡命运的不可逆切换。我们利用该理论探索动态刺激条件，并确定细胞命运如何依赖于不同的刺激模式。该分析揭示了触发不可逆凋亡的瞬态刺激强度与持续时间之间的临界关系。
引用
@article{arxiv.2105.07087,
title = {Effective description of bistability and irreversibility in apoptosis},
author = {Sol M. Fernández Arancibia and Hernán E. Grecco and Luis G. Morelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.07087},
year = {2021}
}