β 细胞群体中 Ca^{2+} 信号的随机矩阵分析
细胞行为
2019-04-02 v1 统计力学
摘要
即使在如胰腺胰岛般的小器官内，不同的内分泌细胞类型与亚型也形成异质群体，以感知细胞外溶液的化学组成并计算出适当的激素输出。由于异质性受损导致的细胞处理与激素输出错误会引发多种疾病，糖尿病是其中典型的代谢性疾病。此处我们试图通过将光学平面内数百个胰岛细胞胞质钙响应的同时测量所得两两细胞–细胞互相关，与随机矩阵理论（RMT）预测的相关的统计性质比较，来处理上述功能异质性。我们发现经验特征值谱的主体几乎完全由 RMT 预测描述，然而存在于 RMT 谱边缘之下与之上的偏离特征值表明存在驱动相关的局域与扩展模式。我们展示经验最近邻特征值间距遵循普适 RMT 性质，与葡萄糖刺激无关，但数方差显示与 RMT 预测明显分离，并能区分非刺激与刺激条件下获得的经验谱。我们建议 RMT 方法提供了一种敏感工具，用于在生理静息与刺激条件下评估胰岛中 β 细胞群体的功能细胞异质性及其对时空动力学的影响。
引用
@article{arxiv.1904.00099,
title = {Random matrix analysis of Ca$^{2+}$ signals in $\beta$-cell collectives},
author = {Dean Korošak and Marjan Slak Rupnik},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.00099},
year = {2019}
}