描述 T 细胞通过二元相互作用切换迁移模式的动力学模型的宏观极限
细胞行为
2021-09-16 v3
摘要
关于癌症免疫反应的实验结果表明，细胞毒性 T 淋巴细胞（CTLs）通过与树突状细胞（DCs）的相互作用而活化，可触发 CTL 迁移模式的改变。具体而言，预活化状态的 CTLs 以非局部搜索模式运动，而活化 CTLs 的搜索模式更为局部化。本文中，我们为这种 CTL 迁移模式的切换建立了一个动力学模型。该模型被表述为预活化状态 CTLs、活化 CTLs 与 DCs 的单粒子分布函数的耦合平衡方程组。CTL 活化通过预活化状态 CTLs 与 DCs 之间的二元相互作用建模。此外，细胞运动被表示为速度跳跃过程，其中预活化状态 CTLs 的运行时间服从长尾分布（与 Lévy 行走一致），而活化 CTLs 的运行时间服从泊松分布（对应于布朗运动）。我们形式化地证明，该模型的宏观极限包含一个耦合的细胞密度平衡方程组，其中活化 CTL 运动由经典扩散项描述，而预活化状态 CTL 的运动由分数扩散项描述。此处提出的建模方法及其可能的推广，有望在癌症免疫反应研究以及其他发生从非局部到局部化迁移模式切换的生物语境中得到应用。
引用
@article{arxiv.2008.12105,
title = {Macroscopic limit of a kinetic model describing the switch in T cell migration modes via binary interactions},
author = {Gissell Estrada-Rodriguez and Tommaso Lorenzi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.12105},
year = {2021}
}
备注
24 pages, 2 figures