β细胞网络中的行波嵌合体与集体协调
生物物理
2025-12-17 v1 计算物理
摘要
胰腺β细胞通过胰岛素的脉冲式分泌在维持葡萄糖稳态中发挥核心作用。这一基本功能不仅依赖于细胞内调节机制，还依赖于朗格汉斯胰岛内β细胞之间的协调相互作用。这种细胞间协调的破坏越来越多地与代谢性疾病（如I型和II型糖尿病）相关。在这项工作中，我们采用计算框架研究耦合β细胞网络的集体动力学，这些细胞通过包含电和代谢耦合通路的非局域耦合环拓扑相互作用。这种拓扑结构捕捉了已知塑造胰岛通讯的短程和长程相互作用。数值模拟揭示了多种涌现行为，包括同步、行波和行波嵌合体状态，其中相干和非相干域共存并在网络中传播。这些发现为控制β细胞协调活动和脉冲式胰岛素分泌调节的机制提供了新的见解。通过阐明耦合结构和细胞间通讯如何塑造胰岛范围的动力学，这项工作有助于更深入地理解糖尿病背后的功能障碍。
引用
@article{arxiv.2512.13984,
title = {Traveling chimeras and collective coordination in beta-cell networks},
author = {Carine Simo and Venceslas Nguefoue Meli and Patrick Louodop and Samuel Bowong and Thierry Njougouo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.13984},
year = {2025}
}