免疫突触中的时间动力学：热涨落在信号传导中的作用

本文分析了随机热涨落对未成熟T细胞受体TCR:肽-主要组织相容性复合体pMHC免疫突触键附着时间的贡献。此处解决的关键问题是：在可能等同于强脱离力高频热噪声存在下，突触键如何保持稳定？聚焦于未成熟突触的平均时间持续性，我们表明伴随大涨落的高频节点被在更长时间尺度上演化的低频节点所平衡。我们的分析显示，这种行为可轻易由以下事实解释：生存概率分布受两个不同相控制，对应于两个不同时间机制。相对较短的时间尺度对应于内聚:粘附诱导的未成熟键形成，而较长时间对应于导致TCR:pMHC信号传导的缔合:解离机制。根据键生存概率的估计，我们表明在较短时间尺度上，该概率 $P_{\Delta}(\tau)$ 随时间的标度 $\tau$ 作为重标度噪声幅度 $\frac{D}{\Delta^2}$ 的普适函数，即 $P_{\Delta}(\tau)\sim \tau^{-(\frac{\Delta}{\sqrt{D}}+\frac{1}{2})}$，其中 $\Delta$ 为距平均膜间（T细胞:抗原呈递细胞）分离距离的距离。从这一较短到较长时间机制的跨接导致动力学中的普适性，此时生存概率显示出与较短时间尺度不同的幂律标度。在生物学术语中，这种跨接表明TCR:pMHC键的生存概率比更长的LFA-1:ICAM-1键具有更慢的衰减率，证明了其稳定性。