Krooninen sairaus

tiivistelmä

Mutaatiot adenomatoottisen polypoosin coli (APC) -geenin esiintyy useimmissa kolorektaalisyövissä. Ne aiheuttavat konstitutiivisen aktivaation proliferatiivisen polkuja, kun molemmat alleelit geenin mutatoitu. Kuitenkin tutkimukset yksilöiden familiaalinen adenomatoottisen polypoosin (FAP) ovat osoittaneet, että yksittäisen mutatoidun APC alleeli voidaan myös luoda muutoksia precancerous paksusuolen krypta, kuten lisääntynyt määrä kantasoluja, lisääntynyt krypta fissio, suurempaa vaihtelua DNA metylaation, ja korkeammat somaattinen mutaatio hinnat. Tässä asiakirjassa, käyttäen laskennallinen malli paksusuolen crypt dynamiikkaa, kehitymme ja tutkia hypoteesin vaikutuksesta heterotsygoottista APC mutaatio, joka selittää nämä erilaiset havainnot. Aiempien raporttien ja tulokset laskennallinen malli ehdotamme hypoteesia, että heterotsygoottinen APC-mutaatio on se vaikutus lisäämällä mahdollisuuksia varten kantasolujen jakaa symmetrisesti, jotka tuottavat kaksi kantasolujen tytärtä. Otamme mukaan tämä hypoteesi malliin ja suorittaa Simulointikokeiden tutkia seurauksia hypoteesin. Simulaatiot osoittavat, että tämä hypoteesi luo yhteyden muutoksista FAP kryptissa havaittu aiemmissa tutkimuksissa. Simulaatiot osoittavat myös, että APC

+/- kantasolujen saa valikoivia etuja dominoi krypta ja etenee syöpään. Tämä selittää, miksi useimmat paksusuolen syövät taas käynnistää APC-mutaatio. Tuloksia voisi vaikuttaa estämiseksi tai hidastamiseksi puhkeamista paksusuolensyöpä ihmisten kanssa perinnöllinen tai hankittu mutaatio yhden APC alleelin. Kokeellinen validointi hypoteesin sekä tutkimuksen molekyylimekanismeihin tämä vaikutus voi siksi olla hyvä yritys.

Citation: Sasikumar R, Rejitha JR, Binumon PK, Manoj M (2011) Rooli Heterozygous APC Mutaatio kapealla Perintö- ja aloittaminen peräsuolen syövän – laskennallinen tutkimus. PLoS ONE 6 (8): e22720. doi: 10,1371 /journal.pone.0022720

Editor: Stefan Wölfl, Universität Heidelberg, Saksa

vastaanotettu: 29 kesäkuu 2010; Hyväksytty: 05 heinäkuu 2011; Julkaistu: 05 elokuu 2011

Copyright: © 2011 Sasikumar et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoittajat: neuvosto tieteellinen ja teollinen tutkimus – Inter Agency Project IAP 0001. rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: kirjoittajat ovat ilmoittaneet, että mitään kilpailevia etuja olemassa.

Johdanto

Suoliston epiteelin on nopeasti uudistuva kudos, joka uusiutuu joka 4-6 päivä koordinoidulla sarja solujen lisääntymisen, vaeltamisen ja erilaistumisen tapahtumat [1]. Nämä prosessit ovat lokeroitu vuonna kohtiin, kudoksen nimeltään crypts Lieberkühn. Pieni kantasolujen populaatio, joka sijaitsee juuressa crypt kapealla uskotaan jakaa jatkuvasti, tuottaa semi eriytetty kauttakulku soluja. Nämä osittain eriytetty kauttakulku solut edustavat esiasteiden eri vaiheissa sitoutumista ja on kyky jakaa nopeasti rajoitetun määrän kertoja, jonka jälkeen ne läpikäyvät pääte erilaistumista. Samalla, kun uusia soluja tuotetaan, koko väestön puoli- ja terminaalisesti erilaistuneita soluja kulkeutuu kohti luminaaliselle aukko, jossa ne poistetaan luminaalipinnalla.

Paksusuolisyöpä syntyy kumulatiivinen vaikutus eri mutaatioiden, jotka mahdollistavat epiteelisolujen paeta kaikki tarkastukset, jotka pitävät sitä hallitsematon leviäminen. Koska paksusuolen limakalvolla, ei muuhun soluun kuin kantasolut voivat selviytyä yli viikon, kantasolut ovat järkevin ehdokkaita kertymistä useita mutaatioita. Alkuperäinen geneettinen muutos useimmissa peräsuolen adenoomien uskotaan olevan mutaatioita tuumorisuppressorigeeniä APC [2]. Mutaatiot APC voidaan tunnistaa jopa 80% satunnaista peräsuolen karsinoomat. Yksilöt, joilla on heterotsygoottinen ituradan APC mutaatioita kuin Familiaalisen adenomatoottisen polypoosin (FAP) ovat syntyneet normaalilta näyttäviä kaksoispisteillä mutta satoja polyypit alkaa näkyä toisella vuosikymmenellä elämää, mikä viittaa siihen, että normaali APC alleelin myös tultava vääristyneet varten kasvaimen kehitykseen . On kuitenkin olemassa viitteitä [3], että jopa normaalilta näyttäviä FAP paksusuolen crypts voidaan kätkeminen morfologisesti okkultistisen muutokset heterotsygoottinen APC-mutaatio, vaikka mekanismi Näiden muutosten ei ole selvä.

APC on keskeinen jäsen Wnt /β-kateniinin signalointireitin, joka on tärkeä tekijä solujen lisääntymisen, erilaistumisen ja apoptoosin. APC säätelee myös sytoskeletaaliset proteiineja kuten F-aktiini ja mikrotubulusten, mikä mahdollistaa sen säännellä tarttuvuus, muuttoliike ja mitoosin [2]. APC mutaatiot johtavat yleensä typistetty N- terminaalista proteiinin fragmentteja, jotka eivät voi sitoa β-kateniinin ja menettävät siten toimintaa Wnt /β-kateniinin sääntelyä. Koska ”toiminnan menetys” vika, heterotsygoottinen APC mutaatio on todennäköisesti ole suurta vaikutusta Wnt /β-kateniinin signalointireitin. Kuitenkin on ehdotettu, että eristetty N-terminaalin fragmentteja voi olla myös joitakin ”voitto toiminto” vaikutuksia mikrotubuleiksi ja karan liittyviä proteiineja mitoosin [4]. Nämä vaikutukset voivat ilmetä, vaikka vain toinen APC-alleeli on mutatoitunut.

kahdenlaisia ​​jako ovat mahdollisia kantasoluja. In ”epäsymmetrinen jako” kunkin kantasolujen tuottaa täsmälleen yksi kantasolujen ja yksi semi eriytetty (kauttakulku vahvistava) solun jokaisen jako. Differentioitu tytärsolu jättää kapealla siirtyä ylös krypta, kun äiti kantasolujen pysyy kapealla. Vuonna epäsymmetrinen jako, koska kantasolujen aina uusiutua, niiden suvusta koskaan häviä.

Kantasolut voivat myös jakaa ”symmetrisesti”, jotka tuottavat joko kaksi semi eriytetyn tytärtä, jotka jättävät kapealla tai kaksi kantasolu tytärtä, jotka jäävät markkinarako. Kantasolut on kyky vaihtaa epäsymmetrinen ja symmetrinen muotoja jako. Tasapaino näiden kahden tilan jako on puutteellinen joissakin tautitiloissa [5]. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että APC on rooli prosessissa säätelevät tasapainoa epäsymmetrinen ja symmetrinen solunjakautumisen vaikuttamalla sukkularihmaston suunta [6], [7].

analyysi vaihtelevuuden metylaatiovyöhykkeiden että kertyvän krypta ikääntymisen aikana todisteita [8], [9], että normaalin ihmisen crypts päästä säännöllisesti haltuunsa jälkeläisiä yhdestä kantasolujen ja tämä ilmiö on nimeltään ”niche peräkkäin”. Toisin kuin klonaalisia peräkkäin liittyy kasvaimen etenemistä joka tapahtuu johtuu Tietyn linjaa, joka kuljettaa proliferatiivinen mutaatioita, tämä on satunnainen prosessi ilman apua valinnan. Kuitenkin se voi tarjota keinoja, joilla kasvaimen aloittamista mutaatiot voivat tulleet hallitsevat krypta hyvin ennen kasvaimen etenemistä alkaa.

Niche peräkkäin on seurausta symmetrisen kantasolujen jako. Symmetrisellä jako, kantasolujen suvusta hävinnyt aina kun molemmat tyttäret erottavat ja jättää kapealla. Ylläpitää jatkuvaa kapealla kantasolujen määrä, tämä sukupuuttoon tasapainottaa laajeneminen toisen sukua symmetrinen alue, jolla molemmat tyttäret pysyvät kantasoluja. Tämä satunnainen kantasolujen häviämisen korvaaminen voi lopulta johtaa sukupuuttoon kaikkien suvusta paitsi yksi, tai ”markkinarako peräkkäin”. Sisäiset crypt vaihtelu metylaation tunnisteiden indikoi ajan kapealla peräkkäin, suurempi vaihtelevuus osoittaa hitaampaa kapealla peräkkäin [3].

metylaatiovyöhykkeiden normaalilta näyttäviä FAP crypts näyttää suurempia eroja kuin ei FAP crypts osoittaa hitaampaa kapealla peräkkäin kiertokulun FAP crypts. Tämä hidastaa voidaan selittää kasvun vuoksi kantasolujen populaation. FAP kryptissa esiintyy myös muutosta jakelu lisääntyvät solut pitkin krypta akselilla ja tämä myös on yhdistetty kasvuun kantasolu määrä [10]. Lisääntynyt krypta fissio havaittu FAP kaksoispisteet [11] on myös osoitus lisääntyminen kantasolujen määrä [12]. Siksi on ehdotettu, että heterotsygoottinen APC mutaatiot voivat olla osaltaan kasvavan kantasolujen määrä [3].

Tässä tutkimuksessa aloitamme kysymykseen: ”Mikä vaikutus, että heterotsygoottinen APC-mutaatio on käyttäytymiseen suoliston epiteelisolujen, jotka voivat johtaa siihen, että havaitut muutokset precancerous FAP crypts? ”menetelmiä me seuraamme on, että läpi laskennallinen kokeita käyttäen Agent perustuvaa mallia [13] paksusuolen crypt dynamiikkaa kehitymme hypoteesi siitä, miten mutaatio muuttuu solu käyttäytymistä. Otamme mukaan tämä hypoteesi yksittäisen solun käyttäytymistä malliin ja tutkia seuraukset hypoteesin käyttäytymisessä crypt. Agent mallinnus on laskennallinen paradigma, joka on hyödyllinen selvittää, miten yksittäiset käyttäytymistä johtaa kollektiiviseen seurauksiin. Aine, joka perustuu simulaatioiden seurata toimia ja vuorovaikutuksia useita yksiköitä, tai ”aineet”, jotta tarkkailla yhteenlaskettu käyttäytymistä, joka tulee esiin näiden yksittäisten toimien. Kukin agentti kuvataan sen ominaisuudet ja joukon sääntöjä, jotka ohjaavat sen toimintaa. Agents vuorovaikutuksessa joko suoraan toisiinsa tai välillisesti ympäristön kautta ja uutena kollektiivinen käyttäytyminen havaitaan simuloinnein. Yksittäiset epiteelisolujen paksusuolen crypt ovat aineita tässä mallissa. Simulaatiot osoittavat, miten oletukset yksittäisen solun käyttäytyminen johtaa kollektiiviseen ilmiöitä havaittavissa tasolla crypt.

Methods

Tietokoneohjelma, joka toteuttaa mallissa on kehitetty käyttäen johtamismallissa kehitetty ryhmämme . Puitteet tarjoaa menetelmiä määrittelyyn tekijöille ja säännöt, jotka ohjaavat toimet, joita he suorittavat. Aika silmukka suoritetaan, jossa jokainen aine ja sen ympäristön tutkitaan, onko edellytyksiä toimia, ja seurauksena muutoksista kaikissa attribuutin täyttyvät. Muutokset Kaikkien aineiden toteutuvat yhdessä lopussa aikasilmukan ja uusi aika-askel alkaa muuttuneisiin olosuhteisiin.

Puitteet on kehitetty VC.net alustalla.

2.1 Modeling normaali crypt Dynamics

normaali krypta malli on muokattu kehittämä malli Potten ja Loeffler vuonna 1987 [14]. Crypt edustaa yksinkertaisena 2D ristikon ulottuvuuden N x M, joka olisi ikään kuin krypta halkaistaan ​​auki ja rullattiin tasainen. Epiteelisolujen on ankkuroitu verkkoon ja voi liikkua sitä. Jokainen solu on aine ominaista 7 attribuutteja:

”State” (joka määrittelee solusyklin vaiheessa ja voi ottaa arvot ”Lepovirta”, ”G1”, ”S + G2”, ”Mitosis”)

”Position” (määritelty (x, y) koordinaatit ruudukon),

”Time in State” (aika tietyssä tilassa),

”Age” (aika, joka on kulunut syntymästä),

”lukumäärä Toimialat” (monta kertaa se on kulkenut mitoosia),

”Stemness” (joka määrittelee vaiheessa erilaistumiseen /solun määrityksen) ja

”esi” (esi kantasolu, josta se on peräisin).

perusmalli on yhdeksän parametrit eli

määrä sarakkeita – N

rivien – M

alkuperäinen määrä kantasolujen – N

0

solusyklin kesto kantasolut – TC

s,

solusyklin kesto Transit solut – TC

t,

Aika G1 tilassa Kantasolut – TG1

s

Time G1 tilassa Transit solut – TG1

t

enimmäismäärä rajapintoja ennen terminaalin eriyttäminen – Num_div_max

Aika askel – At

2.1.a . Alkuehdot.

alarivi verkkoon pidetään kantasolu markkinarako. Aluksi N

0 kantasoluja sijoitetaan kapealla. Kaikki ne ovat alun perin oletettiin olevan G1 tilassa, mutta eri, satunnaistettiin arvot kun ne ovat käyttäneet tässä tilassa. Siksi niiden jaosta sekä jako edelleen sukupolvien ei ole synkroninen. Aika kasvatetaan askelin At.

2.1.b. Säännöt Division.

Jos valtio on ”Lepovirta” ja Stemness 0 tila on muuttunut ”G1”. Aika valtiossa on asetettu 0

Jos tila on ”G1” ja Time valtion TG1, aika State kasvatetaan At

Jos tila on ”G1” ja Time tilassa = TG1 State on muuttunut ”S + G2” ja Time valtion asetetaan 0

Jos tila on ”S + G2” ja Time valtion Solusyklin ajan -TG1, Time valtion kasvatetaan At

Jos tila on ”S + G2” ja Time tilassa = Cell syklin aika-TG1. Valtion on muuttunut ”Mitosis” ja Time in tila asetetaan 0

Jos tila on ”Mitosis” Luo ja Aseta tytärsolu ja asettaa valtion sekä ”Lepovirta”

2.1.c. Säännöt lisääminen tytärsolu.

On mahdollista, että useampi kuin yksi solu miehittää verkkoon tila; mutta tytär solut edullisesti työnnetään tyhjä naapurimaiden verkkoon. Jos ei ole tyhjä naapuri, on mahdollista asettaa se miehitetyn naapuri myös. Painopisteet valittaessa sijoittautumiskohdan alenevassa järjestyksessä on annettu alla

Empty pohjoinen naapuri

Tyhjä itään tai länteen naapuri (random valinta niiden välillä, jos molemmat ovat tyhjiä) B

tyhjät etelä naapuri

Varattu pohjoiseen, itään tai länteen naapuri (random valinta)

kantasolujen tytärtä lisätään aina vain osaksi itään tai länteen naapuri, jotta kantasoluja eivät jätä kapealla

2.1.d. Säännöt eriyttäminen.

Jokaisella jakautumistilanteessa jälkeläiset saavat eriytettyä ja tulla vähemmän kantasoluja kaltainen. Näin ollen ”Stemness” arvo pienenee 1-0 kuten kantasolut jakautuvat muodostaa osittain eriytetty kantasolujen (transit monistetaan solut), jotka jakavat useita kertoja ennen kuin se muuttuu terminaalisesti erilaistuneita soluja, jotka eivät voi jakaa enempää. Enimmäismäärä piirille kantasolujen voi läpikäydä ennen täyttä erottelu vahvistetaan syöteparametria ”Num_div_max”. Väheneminen stemness kohti jako saadaan 1 /Num_div_max. Sen jälkeen pääte erilaistuminen solut pysyvät tilassa ”Lepovirta”.

2.1.e. Säännöt Migration.

Kun solut syntyvät alareunassa, vanhemmat solut työnnetään jopa johtuen mitoottisiin painetta. Malli toteuttaa tätä kautta sääntö, että aina useamman kuin yhden solun on samassa verkkoon tilaan, vanhimmat solut saadaan liikkumaan ylös ja työnnä koko sarakkeen solujen yläpuolella yhden ruudukon tilaa.

Kantasolut koskaan siirtyä pois kapealla.

2.1.f. Sääntö Death /irtoaminen.

Solut että huipulle rivin matriisin poistetaan simulointi simuloida soluun leviämistä.

Syöttöparametreina käytetyt simulaatiot on esitetty taulukossa 1. jotta säästää laskenta-aikaa vain osa paksusuolen crypt sisältävän noin 500 solua ja normaali kapealla kapasiteetti on 10 kantasoluja pidetään. Visualisointi kehittämisestä krypta 10 kantasoluista käyttämällä mallia on kuvassa 1. Kun itseisarvot havaittavuutta, kuten määrä kantasoluja tai kapealla peräkkäin ajan kuin on arvioitu, tässä mallissa ei olisi voimassa koko krypta, oletetaan, että

muunnelmia

n havaittavuutta että saamme ulos simulaatiot edustavat suuntauksia käyttäytymistä näiden havaittavuutta kryptassa. Koska meidän etu on arvioida muutoksia, APC-mutaatio tekisi sen crypt riittää saada suuntauksia käyttäytymisen sijasta absoluuttiset arvot. Arvot liittyvät solunjakautumisen käyttäytyminen otetaan Viitteet [15] ja [16].

valtiot solut edustaa eri väriä: violetti – ”Lepovirta”, Red – ”G1”, Brown ”S + G2 ”, Tummanruskea -” Mitosis ”, Musta osoittaa aukot, joissa ei ole soluja.

2.2 Modeling Symmetrinen Varsi solunjakautumisen ja kapealla Succession

perus krypta malli, kantasolujen jako pidetään pelkästään epäsymmetrinen, kunkin piirin mikä yhdessä kantasolujen joka pysyy kapealla ja yksi eriytetty solu, joka kykenee jättää kapealla. Olemme myös mahdollisuus symmetrinen jako seuraavasti:

parametri ”symmetrinen jako todennäköisyys (P

s)” määritellään tulo. Tämä parametri määrittää todennäköisyys, että kantasolujen jako on symmetrinen. Aina kun kantasolujen jakaa me tuottaa satunnaisluvun väliltä 0 ja 1. Jos todennäköisyys symmetrinen jako on suurempi kuin satunnaisluku jako katsotaan symmetrinen. Symmetrinen jako voi olla kahdenlaisia ​​sekä tyttäret ottaa stemness = 1 tai molemmat tyttäret yhtä eriytetty. Ylimääräinen parametri ”erilaistumisen todennäköisyys (P

d)” päättää jälkeläisiin on kaksi erilaistuneita soluja tai kaksi kantasoluja.

todennäköisyydet, että solunjakautumisen johtaa 0, 1 tai 2 kantasolut ovat liittyvä P

s ja P

d kuten:

(1) B

(2) B

(3) B

normaali kryptissa kantasolujen määrä on säilytettävä vakio, joka on mahdollista vain, jos on olemassa yhtäläiset mahdollisuudet molempien symmetrinen jako. Tämä tarkoittaa, että P

0 on yhtä kuin P

2 ja siksi erilaistumista todennäköisyyden P

d tulisi olla 0,5. Käytännössä kuitenkin huomasimme, että asettamalla eriyttäminen todennäköisyys 0,5 ei ollut riittävä pitämään kantasolujen määrä meidän stokastisia simulaatioita. Vakauden varmistamiseksi stokastisen numeeriset laskelmat esittelemme korjauskerrointa erilaistumiseen todennäköisyys, että korjaa poikkeamat todellisesta kantasolujen määrä N

s alkuperäisestä kantasolujen määrä N

0.

(4) B

korjauskerroin (1-N

s /N

0) varmistaa, että kun määrä kantasolujen ylittää N

0 erilaistumista todennäköisyys nousee yli 0,5 tuottaa enemmän erilaistuneet solut kuin kantasolut ja päinvastoin.

oletetaan, että epätavallisissa paksusuolen kryptissa kantasolujen lukumäärä ei voi pitää vakiona. Ja siksi mallissamme P

0 ja P

2 voi olla erilainen toisin kuin nykyiset mallit, joissa P

0 ja P

2 pidetään yhtä suuri. Esikuormitusosa tekijä B tuodaan joka edustaa harhaa symmetrinen jako kohti tuotantoon kantasolujen jälkeläiset. Todennäköisyys erilaistumisen aikana symmetrinen jako lasketaan kertomalla korjattu erilaistumista todennäköisyys, että painottaminen kertoimella, B. Kun B 1, todennäköisyys kantasolujen jälkeläisten kasvaa ja päinvastoin.

Aloittaen N

0 kantasolut, kuluva aika kaikille kantasolujen tulla jälkeläisiä yksi ensimmäisistä kantasoluja otetaan kapealla peräkkäin ajan.

2.3 Modeling vaikutukset Heterozygous APC mutaatio

tavoitteena on kehittää ja testata kautta laskennallisen kokeiluja, hypoteesi erosta tekemät heterotsygoottinen mutaatio APC yksittäisten solujen käyttäytymiseen. Hypoteesi testataan nähdä onko tämä olettamus yksittäisen solun käyttäytymistä, havaitut muutokset FAP kryptissa näkyvät ylöspäin simulaatioita.

Jokainen solu ainetta oletetaan olevan kaksi kopiota APC-geenin, joka voi olla on mutatoitunut tai un-mutatoitunut tilassa. Mutaatio tila geenin on edustettuna määrite solun ainetta, joka voi ottaa arvot ”0” tai ”1” un-mutatoitunut tai muuntunut tila vastaavasti. Mallintamiseen FAP kaikki kantasoluja oletetaan olevan yksi mutatoitunut APC-geenin. Mallintamiseen satunnaista syövän simulaatio alkaa kohta, kun yksi kantasoluja on hankkinut mutaatio yhdessä APC alleelien. Somaattiset mutaatiot toisen APC alleelin oletetaan tapahtuvan todennäköisyydellä määritetty syöteparametria ”mutaatio todennäköisyys” jossa määritellään todennäköisyys, että geeni saa mutatoitunut aikana jako solun. Kun mutaatio todennäköisyys on suurempi kuin satunnaisluku aikana jako solun geeni oletetaan tulla mutatoitujen ja sen mutaation tilaksi on asetettu ”1”. Solu, jossa on mutatoitu APC-geenin oletetaan hankkia muutos symmetrinen jako todennäköisyys tai erilaistumisen todennäköisyyttä tai molempia.

Tulokset ja keskustelu

laskennallinen kuvatut kokeet tässä pyritään kehittyvät ja tukemaan hypoteesin vaikutuksesta heterotsygoottista APC mutaation yksittäisten solujen käyttäytymiseen niin, että tämä käyttäytyminen kollektiivisesti johtaa sellaista crypt tason muutokset, jotka on merkitty eri kokeellisia tutkimuksia.

3.1 muutosten vaikutus Symmetrinen Division todennäköisyys kapealla Perintö Period FAP kryptissa

ensimmäinen koesarja määrittää, miten kapealla peräkkäin aikana vaikuttavat muutokset todennäköisyys symmetrinen jako.

Aloitamme 10 kantasolujen eri suvusta SC0 on SC9. Korjattu erilaistuminen todennäköisyys (yhtälö (4) jakson 2.2) pitää lukumäärä kantasolujen enimmäkseen 8-13 välillä, jonka keskimääräinen arvo on 10. Aika, jonka kaikki kantasolujen tulla jälkeläisiä yksi ensimmäisistä varren solut on kapealla peräkkäin aikana. Niche peräkkäin tuloksiin kaikissa ei-kantasolut kryptassa myös tulossa jälkeläisiä hallitseva kantasolujen linjaa, joka onnistuu vangitsemaan kapealla.

Kuvassa 2 on esimerkki siitä, miten kantasolujen suvusta sukupuuttoon yksi yksi ja lopuksi jälkeläisiä yhden kantasolun valtaavat koko krypta. Voidaan todeta kuviosta 2, että sen jälkeen kun noin 2200 toistojen vain sukua kantasolujen SC1 selviää osoittaa, että tämä sukulinja on ottanut kapealla.

Kantasolujen määrä ja Niche Succession Aika eri arvoilla symmetrinen jako todennäköisyys ja painottaminen tekijä.

kuvassa 3 vaihtelu keskimääräisten kapealla peräkkäin ajan kanssa symmetrinen jako todennäköisyys Ps. Markkinarako peräkkäin aikana nähdään laskevan korottamiseen Ps, alkuperäisen jyrkkä muutos madaltuminen kuin symmetrinen jako todennäköisyys kasvaa. Puhtaille epäsymmetrinen jako (Ps = 0) ei voi olla sukupuuttoon tahansa kantasolujen linjaa ja siten kapealla peräkkäin kauden taipumus äärettömään kuin Ps pyrkii nollaan. Kuten Ps lisää kantasoluja suvusta hankkia rajallinen todennäköisyys Häviämässä symmetrinen erilaistuminen ja siksi aika kapealla peräkkäin vähenee. Koska Ps lisää todennäköisyyttä selviytymisen suvut symmetrinen tuotannon kantasolun jälkeläisten myös kasvaa yhdessä todennäköisyys sukupuuttoon symmetrinen erilaistumista. Siksi kulmakerroin käyrän vähenee kasvoi Ps. Samanlainen suuntaus käyttäytymisen on saatu van Leeuwen ym. [17]

Todennäköisyys kapealla peräkkäin olettaen eri vaikutuksia APC +/- mutaatio.

3.2 Kehittyvä hypoteesin vaikutuksesta APC mutaatio

On näennäinen ristiriita kuvion 3 tulosten koehavaintoja:

Kuva 3 osoittaa, että kapealla peräkkäin aikana laskee, kun symmetrinen jako kasvaessa.

metylaatiokuvion analyysi osoittaa, että kapealla peräkkäin ajan kasvaa APC mutatoitunut (FAP) crypts [3]. Tämä merkitsee, että symmetrinen jako todennäköisyys pienenee FAP kryptissa kohti kuviossa 3.

kuitenkin on raportoitu, [6], [7], että APC-mutaatio johtaa menetykseen epäsymmetrinen jako kantasoluja eli symmetrinen jako todennäköisyydellä korotukset APC mutantti kantasoluja.

Pyrimme ratkaisemaan tämän ristiriidan mitä reittejä että APC mutaatio paitsi lisää symmetrinen jako, mutta myös jännittää jako hyväksi tuottamaan kantasolujen jälkeläiset. Normaalissa krypta oletetaan, että on olemassa yhtäläiset mahdollisuudet eriytetyn jälkeläisten ja kantasolujen jälkeläiset symmetrinen jako. Jos lisäksi yhä symmetrinen jako, APC-mutaatio esijännittää symmetrinen jako hyväksi kantasolujen jälkeläisten, kantasolu määrä kasvaisi, ja on todennäköistä, että suurempi määrä kantasoluja johtaisi yhä kapealla peräkkäin aikana.

3.2.a vaikutus painottaminen symmetrinen jako hyväksi kantasolujen jälkeläiset.

ylläpitäminen kantasolujen määrän on oltava, jonka ympäristöasioiden valvontamekanismi, joka antaa globaalin signaaleja siitä kantasolujen määrä tarpeisiin on lisääntynyt tai vähentynyt. APC-mutaatio ei voi olla merkitystä tämän ympäristönsuojelumääräyksiä kun vasteen solun ympäristön valvonnan voi vaikuttaa mutaatio. Korjattu erilaistuminen todennäköisyys (yhtälö 4), joka pyrkii pitämään kantasolujen määrä vakio voidaan pitää laskennallinen esitys ympäristön valvonnan. Vaikutus APC mutaation painottaminen jako hyväksi kantasolujen jälkeläisten sitten edustaa vähentämällä korjattu erilaistumista todennäköisyys kertomalla se esijännitetyn kertoimella alle 1. Korjattu erilaistuminen todennäköisyys lasketaan yhtälön 4 voi ottaa arvot välillä 0 1 riippuen määrä kantasoluja tahansa ajankohtana. Arvot erilaistumisen todennäköisyys pienempi kuin nolla vastaava N

s /N

0 0,5 on rajoitettu nollaksi ja arvot on suurempi kuin yksi, joka vastaa N

s /N

0 1,5 on rajoitettu yksi. Joilla ei bias (B = 1) todennäköisyys tuottaa kaksi kantasolujen P

2 ja todennäköisyys tuottaa mitään kantasolujen P

0 ovat samaa luokkaa. Lukuarvojen valikoimia mahdollista P

0 ja P

2 eri bias tekijät on esitetty taulukossa 2. Kun painottaminen kerroin on alle 1 tulee mahdolliseksi P

2 on arvot suurempia kuin P

0. Esimerkiksi Ps = 0,2 ja B = 0,6, puolueellinen eriyttäminen todennäköisyys voi vaihdella välillä 0 ja 0,6 ja P

0 voi vaihdella välillä 0 ja 0,12 ja P

2 voi vaihdella välillä 0,08 ja 0,2. P

0 ja P

2 on päällekkäinen alue (+0,08-0,12) jonka ulkopuolella P

2 vie ylittäviä arvoja P

0. Kun painottaminen kerroin on alle 0,5 P

2 pysyy jatkuvasti suurempi kuin P

0.

Kuviot 4 a-c näyttää vaihtelu kantasolujen määrä ajan (iterointia numero) eri arvoja painottaminen tekijä. Kun painottaminen kerroin on 1 ja P

0 ja P

2 samaa suuruusluokkaa määrä kantasoluja pidetään alueella 8-13, jonka keskimääräinen arvo on 10 (kuva 4 a). Sillä arvot painottaminen kerroin välillä 1 ja 0,5, vaihteluvälit P

2 ja P

0 ovat sellaiset, että P

2 voidaan olettaa arvoja suurempia kuin P

0 ja siksi keskimääräinen kantasolujen määrä lisääntyy mutta korjauskerroin valvoo edelleen kantasolujen numero kohtuuttomat lisäys (kuva 4 b). Kun painottaminen tekijä tehdään alle 0,5 kantasolujen määrä kasvaa hallitsemattomasti (kuva 4 c) koska P

2 on aina suurempi kuin P

0.

Aika, ulkonäkö toisen mutaatio olettaen eri vaikutuksia APC +/- mutaatio.

Taulukko 2 osoittaa kantasolujen määrä ja kapealla peräkkäin ajan eri arvoilla symmetrinen jako todennäköisyyden ja painottaminen tekijä. Muutos symmetrinen jako todennäköisyys nähdään olevan mitään vaikutusta kantasolujen määrä niin kauan kuin ei ole harhaa erilaistumista todennäköisyys. Markkinarako peräkkäin aikana vaikuttavat sekä symmetrinen jako todennäköisyys ja erilaistumista todennäköisyys. Samasta erilaistumista todennäköisyys kapealla peräkkäin ajan pienenee symmetrinen jako todennäköisyys kasvaa. Samasta symmetrinen jako todennäköisyydellä kapealla peräkkäin ajan kasvaa, kun painottaminen tekijä pienenee. Jos eriyttäminen todennäköisyys pienenee yhdessä kasvua symmetrinen jako todennäköisyydellä kapealla peräkkäin aika voi lisääntyä tietyissä tapauksissa. Esimerkiksi kun symmetrinen jako todennäköisyys kasvaa +0,02-+0,05 ja samaan aikaan painottaminen tekijä erilaistumiseen todennäköisyys pienenee 1-0,5 kapealla peräkkäin aikana kasvaa 697 päivää ja 812 päivää. Kuitenkin koko vaikutus painottaminen tekijä ei ole kovin dramaattista niin kauan kuin se on yli 0,5. Kun painottaminen tekijä alittaa 0,5 simulaatiot osoittavat hallitsematon lisääntyminen kantasolujen määrä. Tämä vastaa tilannetta, jossa mutatoidun kantasolujen täysin sivuuttaa ympäristön signaalin tuottamiseksi eriytetty jälkeläiset. Suuri määrä kantasoluja varmistaa, että kaksi tai kolme suvusta edelleen olemassa ja niin täydellinen kapealla ottaa yhdellä linjaa saa viivästyä loputtomiin. Itse asiassa olemme huomanneet, että tietokoneen muistiin ylivuoto tapahtuu ennen kapealla peräkkäin voitiin havaita. Todellisessa kryptissa olisi mahdotonta kapealla sisältää niin suuri määrä kantasoluja ja luultavasti paine ahtauden johtaisi krypta fissio, jota ei käsitellä tässä mallissa.

Näin oletusta, että heterotsygoottinen APC mutaatio ei ainoastaan ​​lisää symmetrinen jako todennäköisyyttä vaan myös esijännittää symmetrinen jako kohti tuottaa kantasolujen jälkeläisten, on sopusoinnussa seuraavat huomautukset aiemmista tutkimuksista:

Heterozygous APC-mutaatio kasvattaa symmetrinen jako kantasoluja [6], [7]

Syövän FAP crypts osoittavat kasvoi kapealla peräkkäin aikana [3]

Kantasolujen määrä on lisääntynyt FAP kryptissa [3], [10] – [12]

Toisaalta jos APC mutaatio vain lisää symmetrinen jako, kapealla peräkkäin aikana laskisi ja ei olisi lisäystä kantasolujen määrä. Siksi suosiva kantasolujen jälkeläisten on välttämätöntä selittää havaitut muutokset FAP crypts.

molekyylitason mekanismi, miten heterotsygoottinen APC-mutaatio kasvaa ja harhojen symmetrinen jako on epävarmaa. Ankkuroiminen kantasolujen kapealla näyttää olevan tärkeä asema päätettäessä jakaa symmetrisesti tai epäsymmetrisesti [7], [8], [18] sekä päätös erottaa tai ei [19], [20]. Onko ankkurointi liittyy APC valvonnan WNT kautta tai onko se jonkin muun mekanismin, on tutkittava. On ehdotettu, että haploinsufficiency APC: n valvonnassa WNT koulutusjakson [3] tuloksia kertymiseen β-kateniinin, joka puolestaan ​​vaikuttaa vyöliitos välillä kantasolut ja kapealla ja vaikuttaa solun päätös eriyttää tai [19], [ ,,,0],20]. Toinen mahdollisuus on vaikutus N-terminaalisten fragmenttien mutatoidun APC mikrotubuleiksi ja karan liittyvien proteiinien mitoosissa [4].

Seuraavissa kappaleissa osoittavat, että jos heterotsygoottinen APC-mutaatio on lisäävä vaikutus sekä