重新审视 NANOG/GATA6 相互作用：基于统计力学的细胞命运决策方法
生物物理
2021-07-12 v1 动力系统
组织与器官
摘要
在植入前哺乳动物胚胎中，第二次细胞命运决策引入了胚胎与胚外前体细胞的空间分布模式。转录因子 NANOG 和 GATA6 是两类细胞最早的标志物，并通过成纤维细胞生长因子信号通路在细胞间相互作用。计算模型已被用于模拟实验研究中发现的模式与细胞类型比例。然而，这些模型本质上总是现象学的，缺乏恰当的物理解释。我们基于统计力学思想推导了一个细胞命运决策模型。该模型纳入了 NANOG 和 GATA6 的细胞内与细胞间相互作用。文中给出了对所得到动力系统的详细数学分析。我们发现，该模型能够生成两类细胞在组织尺度上的空间分布模式。其优势在于参数及其相互作用具有简洁的物理与生物学解释。在数值模拟中，我们展示了仅改变单一参数即可复现不同细胞类型比例的棋盘状模式的能力。该系统严密的可控性、易用性以及对其他信号类型的直接可扩展性，为持续使用我们的模型提供了充分理由。我们确信，我们的方法为细胞命运决策提供了一个令人振奋的视角。此外，这些概念可推广至哺乳动物胚胎之外的细胞信号相关问题。
引用
@article{arxiv.2107.04501,
title = {NANOG/GATA6 Interactions Revisited: A Statistical Mechanics Approach towards Cell Fate Decisions},
author = {Simon Schardt and Sabine C. Fischer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.04501},
year = {2021}
}