模型化蛋白质介导的细胞外囊泡在神经元表面的运输
生物物理
2025-05-16 v2
摘要
神经退行性疾病是全球死亡原因的前列，其特征是特定神经元群体的逐渐衰退，最终导致认知衰退和痴呆。细胞外囊泡（Extracellular vesicles, EVs）被认为在这些疾病的早期阶段发挥作用，作为病原体的载体，参与神经炎症和疾病传播。本研究提出一种数学模型，用于表征携带蛋白质（PrP）的囊泡在神经元表面上的运动。该模型依据实验数据，探讨了PrP和肠肽聚合对囊泡运动动力学的影响，并考察了被动机制与主动机制之间的可能性。分析来自非人源神经胶质细胞分离的囊泡，包含三种情况：未处理对照（Ctrl）、处理Cytochalasin D（CytoD-HN）的神经元以及处理Cytochalasin D（CytoD-EV）的囊泡。该数据驱动的数学模型检验了关于底层运动机制的不同假设。在CytoD-EV数据集中，使用闪烁布朦运动模型以表示有向运动。对于CytoD-HN组的主动运动，采用对称周期势能来描述囊泡在神经元表面的滚动。对照情形则包含两种机制，反映更复杂的运动行为。敏感性分析和数值预测与实验数据之间的比较表明，该模型有效捕捉了囊泡运动的关键特征，为解释不同运动 regime 提供了定量框架。尽管仍存在一定变异，但该方法为未来探讨细胞骨架动力学在囊泡介导的疾病传播中所扮演的角色提供了有前景的依据。
引用
@article{arxiv.2502.03610,
title = {Modeling the prion protein-mediated transport of extracellular vesicles on the neuron surface},
author = {Giulia Pozzi and Giulia Mazzilli and Giulia D'Arrigo and Claudia Verderio and Giuseppe Legname and Stefano Turzi and Pasquale Ciarletta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.03610},
year = {2025}
}