Αφηρημένο

Η αντίσταση στην ινσουλίνη είναι ο κοινός παρονομαστής πολλών ασθενειών όπως ο διαβήτης τύπου 2 και καρκίνου, καθώς και τη διερεύνηση των μηχανισμών που ευθύνονται για την ινσουλίνη απομείωση σηματοδότηση είναι πρωταρχικής σημασίας. Ένα μαθηματικό μοντέλο του δικτύου σηματοδότηση της ινσουλίνης (ISN) προτείνεται και χρησιμοποιείται για να ερευνήσει τις καμπύλες δόσης-απόκρισης των συνιστωσών του δικτύου αυτού. Πειραματικά δεδομένα C2C12 μυοβλάστες με φωσφατάση και tensin ομόλογο (PTEN) καταστέλλεται και τα στοιχεία του L6 μυοσωληναρίων με επαγόμενη αντίσταση στην ινσουλίνη έχουν αναλυθεί από το μοντέλο. Εστιάσαμε ιδιαίτερα σε μονόκλινα και δίκλινα Akt φωσφορυλίωση και επεσήμανε μεταβολές της σηματοδότησης της ινσουλίνης που σχετίζονται με την αντίσταση στην ινσουλίνη. Επιπλέον, ένα νέο χαρακτηρισμό της ανάντη σηματοδότησης του στόχου της ραπαμυκίνης στα θηλαστικά συγκρότημα 2 (mTORC2) παρουσιάζεται. Όπως είναι ευρέως αποδεκτό ότι ISN πρωτεΐνες έχουν κρίσιμο ρόλο επίσης στον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και του θανάτου, το μοντέλο ISN συνδέθηκε με ένα μοντέλο πληθυσμό κυττάρων και εφαρμόζονται σε δεδομένα από μια κυτταρική γραμμή της οξείας μυελογενούς λευχαιμίας σε επεξεργασία με ένα στόχο θηλαστικού αναστολέα ραπαμυκίνης με αντικαρκινική δράση. Η ανάλυση αποκάλυψε απλές σχέσεις μεταξύ των συγκεντρώσεων των πρωτεϊνών ISN και των παραμέτρων του μοντέλου κυτταρικού πληθυσμού που χαρακτηρίζουν την πορεία του κυτταρικού κύκλου και κυτταρικό θάνατο

Παράθεση:. Bertuzzi A, Conte F, Mingrone G, Papa F, Salinari S , Sinisgalli C (2016) ινσουλίνη Σηματοδοσίας σε αντίσταση στην ινσουλίνη μέλη και Καρκίνος: Μια Μοντελοποίηση Ανάλυση. PLoS ONE 11 (5): e0154415. doi: 10.1371 /journal.pone.0154415

Επιμέλεια: Cong Cao, Πανεπιστήμιο Suzhou, Κίνα

Ελήφθη: 14, Δεκεμβρίου, 2015? Αποδεκτές: 12 του Απρίλη του 2016? Δημοσιεύθηκε: 5η Μαΐου του 2016

Copyright: © 2016 Bertuzzi et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Δεδομένα Διαθεσιμότητα:. Τα στοιχεία είναι που λαμβάνονται από τη βιβλιογραφία και οι σχετικές πηγές ανέφεραν στην εφημερίδα

Χρηματοδότηση:. FP υποστήριξε SysBioNet, ιταλική Οδικού Χάρτη Ερευνητικών υποδομών 2012. Federica Conte υποστηρίχθηκε από το εμβληματικό έργο Epigenomics (Progetto Bandiera Epigenomica), EPIGEN , που χρηματοδοτείται από το ιταλικό Υπουργείο Παιδείας, Πανεπιστημίων και Έρευνας (MIUR), και το Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας (CNR). Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

η αντίσταση στην ινσουλίνη αποτελεί τον κοινό παρονομαστή μιας σειράς ασθενειών, συμπεριλαμβανομένης της παχυσαρκίας, του διαβήτη τύπου 2 (T2D), το μεταβολικό σύνδρομο και καρκίνο. Προκύπτει από την απομείωση της δράσης της ινσουλίνης, η οποία προκαλεί, κατά συνέπεια, την υπερ-έκκριση της ινσουλίνης. Οι κύριες οδοί μέσα στο δίκτυο σηματοδότησης της ινσουλίνης (ISN) είναι καλά εδραιωμένη [1,2,3], με την σερίνη /θρεονίνη πρωτεΐνη κινάση Akt /PKB και των δύο Στόχος της Rapamycin στα θηλαστικά Συγκροτήματα (mTORC1 και mTORC2) παίζει έναν ιδιαίτερο ρόλο. Akt φωσφορυλιώνεται επί Thr308 από το φωσφοϊνοσιτιδίου εξαρτώμενη πρωτεϊνική κινάση-1 (ΡϋΚ1) και σχετικά με Ser473 με mTORC2 [4], και η μέγιστη δραστικότητα Akt επιτυγχάνεται όταν το μόριο είναι φωσφορυλιωμένη επί δύο υπολείμματα, που επιτρέπει την μετατόπιση της ινσουλίνης ρυθμιζόμενων μεταφορείς γλυκόζης (GLUT4) στον μυϊκό και στο λιπώδη ιστό [5,6]. ΡϋΚ1 και mTORC2 ανταποκρίνονται επίσης στην ενεργοποίηση του ινσουλινοειδούς αυξητικού παράγοντα 1 (IGF1) [3].

Το καταρράκτη κινάσης μέσω του υποδοχέα ινσουλίνης (IR) έως mTORC1, καθώς και η ενεργοποίηση mTORC1 από αμινοξέα και ενέργεια, αξιολογούνται σαφώς [7]. Αντιθέτως, ο ανάντη ρύθμιση της mTORC2 δεν είναι ακόμα καλά χαρακτηρισμένα [8]. Η οζώδους σκλήρυνσης 1/2 (TSC1 /TSC2) φαίνεται να είναι απαραίτητη για την ενεργοποίηση mTORC2 [2,9]. Ωστόσο, η άποψη αυτή αμφισβητήθηκε σε μια μελέτη που αναφέρθηκαν πειραματικές σειρές μαθημάτων χρόνο αρκετές πρωτεΐνες του ISN κάτω από αμινοξέα και η διέγερση της ινσουλίνης [10]. Ερμηνεύοντας τα δεδομένα από ένα δυναμικό μοντέλο του δικτύου, υποστηρίχθηκε ότι μονοπάτι ενεργοποίησης mTORC2 μπορεί να προέρχονται από την IR ή τον υποδοχέα ινσουλίνης υπόστρωμα-1 (IRS1), ενδεχομένως μέσω μιας παραλλαγής της φωσφατιδυλοϊνοσιτόλης 3-κινάση (PI3K) [10] . Μία ακόμη διαφορετική άποψη προέκυψε από πειράματα σε μη διαβητικά ποντίκια τόσο in vivo όσο και σε βιοψίες μυών, και σε κύτταρα L6 εκτίθενται σε ένα μέσο εμπλουτισμένο με πρωτεΐνες που εκκρίνονται από το λεπτό έντερο των διαβητικών αρουραίων και σε ορό από ανθεκτικά στην ινσουλίνη άνθρωπο [11]. Αυτή η μελέτη έδειξε ότι νηστιδική παράγοντας /ες επάγουν αντίσταση στην ινσουλίνη και ότι οι παράγοντες αυτοί ενεργοποιούν mTORC2, όπως αποκαλύπτεται από μια αυξημένη αξία της φωσφορυλίωσης Akt Ser473, ακόμη και εν απουσία της διέγερσης ινσουλίνης. Η παρουσία αυτών των εντερικών παραγόντων προτείνεται επίσης από τη μείωση της αντίστασης στην ινσουλίνη μετά από βαριατρική επέμβαση [12].

Ο p70S6 κινάση υπόστρωμα mTORC1 1 (S6K1) εμπλέκεται στη ρύθμιση της πρωτεϊνικής σύνθεσης και της ανάπτυξης της κυτταρικής το μέγεθος, και την ενεργό S6K1 αναστέλλει IRS1 σε ένα αρνητικό βρόχου ανάδρασης [3]. Επιπλέον, η Akt πρωτεΐνη κουτί Forkhead υπόστρωμα O1 (FoxO1) εμπλέκεται στη ρύθμιση του πολλαπλασιασμού και απόπτωσης, έτσι ώστε το δίκτυο σηματοδότησης της ινσουλίνης έχει ένα σημαντικό ρόλο όχι μόνο στην παχυσαρκία και τον διαβήτη, αλλά και στον καρκίνο [3,13,14].

Μετά το σπερματικό χαρτιά του Wanant και Quon [15] και της Sedaghat et al. [16], αρκετές μελέτες έχουν διερευνήσει την συμπεριφορά του ISN επάγεται από διέγερση ινσουλίνης με την ανάπτυξη μαθηματικών μοντέλων και την ανάλυση των πειραματικών δεδομένων. Ορισμένες μελέτες επικεντρώθηκαν στην απάντηση σε μια σταδιακή αύξηση στην εξωκυττάρια συγκέντρωση της ινσουλίνης [15,16,17,18,19,20]. Ειδικότερα, το μαθηματικό μοντέλο που προτείνει Kiselyov et al. [17] αντιπροσώπευαν τόσο για τις θέσεις υψηλής και χαμηλής συγγένειας σε δύο μονομερών του υποδοχέα ινσουλίνης. Brännmark et al. [18] μελέτησαν πιθανά συστήματα που εξηγούν την περίεργη συμπεριφορά που παρατηρείται στην φωσφορυλίωση του υποδοχέα ινσουλίνης και του υποστρώματος υποδοχέα ινσουλίνης. Πληρέστερη δυναμικά μοντέλα, που υποστηρίζεται από την ανάλυση της χρονικής πορείας της συγκέντρωσης πρωτεΐνης μετά από διέγερση με ινσουλίνη, αναπτύχθηκαν και ερευνήθηκαν [10,19,20]. Πολύπλοκα δυναμικά μοντέλα προτάθηκαν για να εκπροσωπεί την σηματοδότηση μέσω του ErbB υποδοχείς μέχρι PI3K και Akt, με στόχο τη διερεύνηση της απόκρισης σε ένα αντικαρκινικό φάρμακο [21], και να διαμορφώσει την επαγόμενη ινσουλίνης έναρξη των ευκαρυωτικών μετάφρασης [22].

οι καμπύλες δόσης-απόκρισης, δηλαδή, οι συγκεντρώσεις σταθερής κατάστασης σε συγκεκριμένα επίπεδα ινσουλίνης, εξετάστηκαν σε άλλες μελέτες. Giri et al. [23] και Wang [24] μελέτησαν την συμπεριφορά των καμπυλών απόκρισης δόσης των συστατικών της ISN έναντι της εξωκυτταρικής συγκέντρωσης της ινσουλίνης, να καθορίσει τους όρους που παράγουν μια υστέρηση στις καμπύλες ως αποτέλεσμα των αλληλεπιδράσεων μεταξύ αρνητικών και θετικών βρόχοι ανάδρασης που υπάρχει στο σύστημα. Αν και η πειραματική χρονική πορεία των συγκεντρώσεων πρωτεΐνης υπό συνεχή ινσουλίνη διέγερση δείχνουν ότι ορισμένες πρωτεΐνες μπορεί να μην επιτευχθεί η εμφανής σταθερή κατάσταση μέχρι 2 ώρες [10], οι καμπύλες δόσης-απόκρισης που χρησιμοποιείται ευρέως στη βιβλιογραφία για να εκτιμηθεί η συμπεριφορά των συστατικών ISN σε διάφορα επίπεδα διέγερσης ινσουλίνης και να αξιολογήσει την απάντηση στην perturbing παράγοντες και φάρμακα.

Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση των παραγόντων που επηρεάζουν τα βασικά συγκεντρώσεις πρωτεΐνης και τις καμπύλες δόσης-απόκρισης του ISN. Χρησιμοποιώντας το σύστημα Michaelis-Menten των χημικών αντιδράσεων, έχουμε αναπτύξει ένα μαθηματικό μοντέλο του δικτύου σε σταθερή κατάσταση, η οποία επικεντρώνεται στο μονό και διπλό Akt φωσφορυλίωση και την ανάντη σηματοδότησης των mTORC2. Με βάση τα δεδομένα της βιβλιογραφίας των σκελετικών μυών γραμμών, δείχνουμε πως το μοντέλο μπορεί να αντιπροσωπεύει τις επιδράσεις της γονιδιακής σίγησης. Οι παράγοντες που προκαλούν αντίσταση στην ινσουλίνη διαμορφώθηκε σύμφωνα με τα ευρήματα στο [11]. Βελτιωμένη μοντελοποίηση της Akt και mTOR σύμπλοκα χρησιμοποιείται επίσης εδώ για να προσομοιώσουν την απόκριση ISN σε συνθήκες όπως TSC2 άκυρη και μακροχρόνια θεραπεία ραπαμυκίνη. Εν όψει της στενής σχέσης μεταξύ της αντίστασης στην ινσουλίνη και του καρκίνου, κυρίως λόγω Akt και σηματοδότηση mTOR, συνδυάσαμε την ινσουλίνη μοντέλο σηματοδότησης με ένα μοντέλο κυτταρικό πληθυσμό, προκειμένου να διερευνηθούν οι επιδράσεις των αναστολέων mTOR με αντικαρκινική δραστικότητα επί των πρωτεϊνών ISN και για την ανταπόκριση κυτταρικού πληθυσμού.

Αποτελέσματα

το σύστημα του μοντέλου μας στο σχήμα 1 βασίζεται στην τρέχουσα προβολή της δομής ISN [2,3,14,25]. Από Akt μπορεί να φωσφορυλιωθούν ανεξάρτητα σε Ser473 από mTORC2 και Thr308 από ΡϋΚ1 [8], θα συμπεριληφθούν όλα τα μονοπάτια που οδηγούν στην πλήρη Akt ενεργοποίηση. mTORC2 υποτίθεται ότι ενεργοποιείται από το φωσφατιδυλινοσιτόλη 3,4,5-τριςφωσφορικής (ΡΙΡ3), όπως προτείνεται στην [3,26], και με ένα συντελεστή J δεν εξαρτάται από την ΡΙ3Κ, το οποίο πιθανόν μέσω των υποδοχέων αυξητικού παράγοντα [11 ]. Η ενεργοποίηση της mTORC1 εκπροσωπείται εδώ σε ένα μάλλον απλό τρόπο, παραλείποντας την αναστολή TSC από Akt και την ενεργοποίηση επακόλουθη mTORC1, μέσω του ομολόγου Ras εμπλουτισμένο στον εγκέφαλο (Rheb). Το πρόγραμμα περιλαμβάνει επίσης την άμεση κινάσης Akt υποστρώματα γλυκογόνου συνθάσης 3 (GSK3) και Forkhead κουτί πρωτεΐνης O1 (FoxO1). Το ενεργοποιημένο S6K1 φωσφορυλιώνει IRS1 και Rictor σε αρνητική ανάδραση βρόχους [25]. Μια θετική βρόχος ανάδρασης από Akt στο πρωτεϊνικής φωσφατάσης τυροσίνης 1Β (ΡΤΡ1Β) περιλαμβάνεται επίσης [16]. Ενώ η οδός ενεργοποίησης για mTORC2 μέσω TSC2 (Huang, φυτεύω, Matsuzaki, & amp? Manning, 2008) δεν θεωρήθηκε ενόψει των αποτελεσμάτων στο [10], το σημερινό μοντέλο δεν περιλαμβάνει την απλότητα κάποιες ιδρύθηκε μονοπάτια του δικτύου, για παράδειγμα, η ενδοκυτταρική πισίνα IR και η ανακύκλωση του υποδοχέα, η ενεργοποίηση TSC2 προωθείται από FoxO1 [27] και η ενεργοποίηση S6K1 από τη GSK3 [28].

η ενεργοποίηση από την ινσουλίνη (Ι) του υποδοχέα ινσουλίνης (IR) καταλύει τυροσίνη φωσφορυλίωση της IRS1. Η φωσφορυλιωμένη IRS1 δεσμεύει το ρ85 ρυθμιστική υπομονάδα της ΡΙ3Κ, ενεργοποιώντας το ρ110 καταλυτική υπομονάδα. PI3K μεσολαβεί φωσφορυλίωση του PI (4,5) -bisphosphate (PIP2) με PI (3,4,5) -trisphoshpate (ΡΙΡ3) κοντά σε μεμβράνη πλάσματος (PM) και το ομόλογο φωσφατάσης και tensin (PTEN) αποφωσφορυλιώνει ΡΙΡ3 πίσω στο PIP2. ΡΙΡ3 στρατολογεί Akt και PDK1 σε PM, όπου ΡϋΚ1 φωσφορυλιώνει Akt σε Thr308 (φωσφατάση ΡΡ2Α). mTORC2 ενεργοποιείται από ΡΙΡ3 και με τον παράγοντα J, και καταλύει την φωσφορυλίωση της Akt σε Ser473 (φωσφατάση PHLPP). δραστηριότητα μέγιστη Akt επιτυγχάνεται όταν το μόριο φωσφορυλιώνεται στις δύο Thr308 και Ser473 υπολειμμάτων, επιτρέποντας τη μετατόπιση των μεταφορέων γλυκόζης GLUT4 στην PM. GSK3 και FoxO1 είναι άμεση Akt υποστρώματα. Akt ενεργοποιεί επίσης mTORC1, η οποία με τη σειρά της ενεργοποιεί S6K1. Ενεργοποιείται S6K1 φωσφορυλιώνει IRS1 και Rictor σε αρνητικό βρόχους ανάδρασης. Η θετική βρόχος ανάδρασης από Akt να ΡΤΡ1Β περιλαμβάνεται επίσης. Οι Feedback βρόχους αντιπροσωπεύονται από τολμηρές γραμμές.

Η

Οι χημικές αντιδράσεις στο εσωτερικό μοντέλο ISN μας ως επί το πλείστον εκπροσωπείται από το κλασικό σύστημα Michaelis-Menten [29,30], και συζητούνται στο S1 αρχείου (Κείμενο S1) . Αρκετές υποθέσεις μας επέτρεψε να απλοποιηθεί το μοντέλο. Η ενδοκυτταρική εντόπιση των πρωτεϊνών (κυτοσολικής vs. μεμβράνη που σχετίζονται), καθώς και η ενδοκυτταρική διακίνηση, είχαν παραμεληθεί. Τα σύμπλοκα πρωτεΐνης (π.χ., mTORC1 και mTORC2) υποβλήθηκαν σε θεραπεία ως απλός μοριακών συστατικών.

Οι κινητικές εξισώσεις για τις συγκεντρώσεις των πρωτεϊνών, οι οποίες περιέχουν επίσης τους όρους της σύνθεσης και της υποβάθμισης των υποστρωμάτων και των ενζύμων, που αναφέρθηκαν στο S1 αρχείου (S2 κειμένου). Καθώς σκοπός μας είναι η ανάλυση των καμπυλών δόσης-απόκρισης, εμείς τότε προέρχεται τις συγκεντρώσεις των χημικών ουσιών στο ισορροπίας. Σύμφωνα με την κρίσιμη υπόθεση, όπως προτείνεται στο [31], ότι η συνεχής ρυθμός υποβάθμισης του συμπλόκου ενζύμου-υποστρώματος είναι αμελητέα σε σχέση με το άθροισμα της διαστάσεως και καταλυτική σταθερές, οι εξισώσεις ισορροπίας λαμβάνουν μια μάλλον απλή μορφή. Τα υποδείγματα ISN εξισώσεις σε κανονικοποιημένη μορφή που χρησιμοποιείται για την ανάλυση των κυτταρικών γραμμών μυός C2C12 και L6 αναφέρθηκαν στα μοντέλα τμήμα, Εξ (1) – (16). S1 πίνακας δίνει τις εκφράσεις των παραμέτρων στο ΠΠΠ (1) – (16) σε σχέση με τις κινητικές παραμέτρους των εξισώσεων στο S1 αρχείου (Κείμενο S2)

C2C12 μυοβλάστες

Το πειραματικό. δεδομένων [32] εμφανίσει τα κανονικοποιημένα επίπεδα φωσφορυλίωσης σε C2C12 μυοβλαστών κύτταρα του IR (Tyr1146), Akt (Ser473) και (Thr308), ΟδΚ3β (Ser9), S6K1 (Thr389), και AS160 (Thr642) στο μηδέν ινσουλίνης και η ινσουλίνη οι συγκεντρώσεις των 1, 10 και 100 nM, καθώς και οι κανονικοποιημένες συγκεντρώσεις ΡΙΡ3 και GLUT4

μ.μ. στο μηδέν ινσουλίνη και σε καθορισμένη τιμή ινσουλίνης. Οι συγγραφείς αναφέρουν τα στοιχεία για τον έλεγχο και την ΡΤΕΝ-κατέστειλε κυττάρων, όπου η συγκέντρωση της πρωτεΐνης ΡΤΕΝ μειώθηκε έως και 10% του ελέγχου. Χρησιμοποιήσαμε αυτά τα δεδομένα, εκτός από εκείνες της ΡΙΡ3 και AS160 που χρησιμοποιήθηκαν για την πρόβλεψη, για την εκτίμηση των παραμέτρων του μοντέλου ISN. Η θετική ανάδραση από την Akt στην ΡΤΡ1Β δεν συμπεριλήφθηκε επειδή τα δεδομένα φωσφορυλίωσης IR ήταν παρόμοιες σε έλεγχο και τα κύτταρα PTEN-σιωπήσει (Σχήμα 2 πίνακας Α). Όπως γίνεται στο [20], οι κανονικοποιημένες πειραματικά δεδομένα του pAkt (Ser473) προσαρμόστηκαν από το άθροισμα, που δίνεται από τις εξισώσεις (10) και (11) στα μοντέλα τμήμα, επειδή το ειδικό μονοκλωνικό αντίσωμα είναι πιθανό να δεσμεύει Akt φωσφορυλιώνεται σε Ser473 ανεξάρτητα από την παρουσία του φωσφορυλιωμένου Thr308. Ομοίως, τα δεδομένα του pAkt (Thr308) είχαν ταιριάζει με.

Τα δεδομένα (μέση τιμή ± SEM) επανασχεδιάζω από Ref [32] για τον έλεγχο (μαύρα τετράγωνα) και PTEN-κατασταλεί (κόκκινα τετράγωνα) κυττάρων. Οι συνεχείς γραμμές είναι οι καμπύλες δόσης-απόκρισης προβλέπεται από το μοντέλο για τον έλεγχο (μαύρο) και τα κύτταρα ΡΤΕΝ-κατασταλεί (κόκκινο). (A) Σχετική PIR (Tyr1146). (Β, C) Σχετική pAkt (Ser473) και pAkt (Thr308). (D) Σχετική pGSK3β (Ser9). (Ε) Σχετική pS6K1 (Thr389). (F) Σχετική GLUT4 στις μμ στο μηδέν (λευκό κουτί) και 100 nM (γκρι πλαίσιο) ινσουλίνη.

Η

Το σχήμα 2 δείχνει τα δεδομένα των κυττάρων C2C12, επανασχεδιάζω από Ref [32] και χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση των παραμέτρων του ΠΠΠ (1) – (16), με το

PTEN

n

στην εξίσωση (6) ρυθμιστεί σε ένα για τον έλεγχο και 0.1 για τα δεδομένα PTEN-φιμώνονται . Σχήμα 2 εμφανίζει επίσης τις βέλτιστες τοποθέτηση καμπύλες υπολογίστηκαν από το μοντέλο και S2 πίνακας αναφέρει τις εκτιμήσεις των παραμέτρων (με

I

e

, 0,5 και

S

0.5 δίνεται αντί

μια

0 και

μια

1).

I

e

, 0.5 βρέθηκε ίσο με 44.68 nM. Καθώς τα πειραματικά δεδομένα είναι εκ νέου κανονικοποιούνται να έχει μια τιμή ενότητα στη μέγιστη συγκέντρωση ινσουλίνης στον έλεγχο, υπολογίσαμε τις καμπύλες δόσης-απόκρισης στο σχήμα 2, σύμφωνα με αυτόν τον περιορισμό.

Ένα υποσύνολο των προβλέψεων των μοντέλων εμφανίζεται στο S1 Σύκο. Το πάνελ Α δείχνει την πρόβλεψη, που λαμβάνεται με την εκτιμώμενη μοντέλο, του pAS160 (Thr642) μαζί με τα δεδομένα που δεν χρησιμοποιήθηκαν στην διαδικασία εκτίμησης. Ενώ το προφίλ του pAS160 (Thr642) δεδομένα ακολουθήθηκε μάλλον με ακρίβεια, το μοντέλο απέτυχε να προβλέψει δεδομένα συγκέντρωσης ΡΙΡ3 στα κύτταρα ΡΤΕΝ-σιγήσει (πίνακας Β). Σημειώνουμε ότι αν mTORC2 ενεργοποιήθηκαν από PI3K αντί ΡΙΡ3, το μοντέλο δεν μπορούσε να χωρέσει επαρκώς pAkt (Ser473) στοιχεία στο μηδέν και χαμηλή ινσουλίνης στα κύτταρα PTEN-σιγήσει, ούτε η πρόβλεψη των δεδομένων συγκέντρωσης ΡΙΡ3 θα βελτιώσει (S1 σχήμα, πάνελ C , D). Η συνολική pAkt () στα 100 ηΜ ινσουλίνης στο ελέγχου είναι 8,61% του συνολικού Akt (S1 Εικ πίνακας F) και GLUT4 στην πλασματική μεμβράνη είναι 48,3% του συνόλου των GLUT4. Αυτές οι τιμές συμφωνούν με τα αποτελέσματα του μοντέλου αναφέρεται στο [16], όπου pAkt είναι περίπου 9% του συνόλου των Akt και επιφάνεια GLUT4 φθάνει το 40% του συνόλου των GLUT4 μετά από 15 λεπτά 100 nM ινσουλίνης.

S2 σχήμα δείχνει τις ευαισθησίες της οι συγκεντρώσεις πρωτεΐνης σε μια ± 10% διατάραξη των εκτιμώμενων παραμέτρων κατά την εξωκυττάρια συγκέντρωση ινσουλίνης 44.68 nM. Καθώς αυτή η συγκέντρωση είναι ίση με

I

e

, 0,5, η ευαισθησία στο

S

0,5 εξαφανίζεται. Το ίδιο συμβαίνει και για τις ευαισθησίες για να

μια

12 (κάτω από 10

-5), ενώ και έχουν μικρές τιμές (S2 Πίνακας). Οι μεγαλύτερες θετικές ευαισθησίες βρέθηκαν για

μια

9 και

μια

10, των οποίων οι τιμές ορίστηκαν ίσες (βλ S2 πίνακα), όπως δεν υπάρχουν στοιχεία σχετικά με τη φωσφορυλίωση της ΡϋΚ1 και mTORC2 ήταν διαθέσιμα. Παράμετροι που επηρεάζουν άμεσα κατάντη πρωτεϊνών, όπως mTORC1 και S6K1, επίσης επηρεάζουν τα ανάντη πρωτεΐνες, όπως IRS1 και PI3K, εξαιτίας της σηματοδότησης μέσω του αρνητικού βρόχο ανάδρασης. Η αντίθετη συμπεριφορά του

IRS

1

Y

και

IRS

1

S

Σημειώνεται επίσης.

Όπως ήταν αναμενόμενο, διαγραφή ΡΤΕΝ ενισχύει την απόκριση ινσουλίνης και βασικό επίπεδο αυξήθηκε σε σχεδόν όλες τις πρωτεΐνες, ανάλογα με την αρνητική ευαισθησία σε

ένα

8 όλων των πρωτεϊνών καθοδικά ΡΤΕΝ, ενώ

IRS

1

Y

και PI3K είναι θετικά ρυθμίζονται (S2 σχήμα). Ειδικότερα, η καταστολή πρωτεΐνη ΡΤΕΝ προκαλεί αύξηση στη βασική φωσφορυλίωση Ser473 Akt, η οποία μπορεί να φωσφορυλιώνουν και να απενεργοποιήσει FoxO1 με την πιθανή ενίσχυση της σηματοδότησης των μονοπατιών που ρυθμίζουν τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό.

μυοσωληνάρια L6

Ως φαίνεται στο Σχήμα 3, τα δεδομένα στο [11] δίνουν τα κανονικοποιημένα επίπεδα φωσφορυλίωσης σε κύτταρα L6 του pAkt (Ser473) και (Thr308) σε μηδέν ινσουλίνη και σε συγκεντρώσεις ινσουλίνης 0.1, 1, 10, και 100 ηΜ. pGSK3β (Ser9) Αναφέρεται στο μηδέν και 100 nM ινσουλίνης. Επιπλέον, pAkt (Ser473) και pS6K1 (Thr389) σε μηδέν ινσουλίνη μετρήθηκαν με την παρουσία των αναστολέων Η ραπαμυκίνη και τα PP242 που στοχεύει τα δύο σύμπλοκα mTOR [33]. Τα δεδομένα ελήφθησαν στο μέσο ελέγχου, εμπλουτισμένη με πρωτεΐνες που εκκρίνονται από νήστιδας βλεννογόνο των μη διαβητικών ποντικών, και σε μέσο εμπλουτισμένο με πρωτεΐνες που εκκρίνονται από τον βλεννογόνο του διαβητικών ποντικών (που υποδηλώνεται με τον ακόλουθο ως ρυθμισμένο μέσο ή db /db μέσο). Με βάση πειράματα σε μη διαβητικά ποντίκια τόσο in vivo όσο και σε βιοψίες μυών, και σε κύτταρα L6 εκτεθεί στον db /μεσαίου db και σε ορό από ανθεκτικά στην ινσουλίνη ανθρώπους, έχει υποτεθεί ότι νηστιδική παράγοντας /ες επάγουν αντίσταση στην ινσουλίνη [11] . Ο παράγοντας J που ενεργοποιεί mTORC2, βλέπε εξίσωση (8), έχει συμπεριληφθεί στο μοντέλο για να αντιπροσωπεύουν τη δράση αυτού του υποτιθέμενου παράγοντα.

Τα δεδομένα (μέσος όρος ± SD) επανασχεδιάζω από Ref [11], εκτός του πίνακα D από Ref [34]. Δεδομένων (τετράγωνα) και το μοντέλο εξάρτημα (συνεχείς γραμμές) απεικονίζονται σε μαύρο για έλεγχο και σε μπλε για κύτταρα που εκτίθενται σε συσκευασμένα (db /db) μέσο. (Α, Β) Σχετική pAkt (Ser473) και pAkt (Thr308). (C) Σχετική pGSK3β (Ser9) στο μηδέν (λευκό κουτί) και 100 nM (γκρι πλαίσιο) ινσουλίνη. (D) Σχετική 2-DG πρόσληψη σε μυοβλάστες L6 αρουραίου. (Ε) Σχετική pAkt (Ser473) σε μηδέν ινσουλίνη σε ελέγχου (μαύρο) και τα κύτταρα εκτέθηκαν σε db /μέσο db (κόκκινο), απουσία της αναστολής και σε κύτταρα κατεργασμένα με ραπαμυκίνη (50 ηΜ) και PP242 (500 ηΜ). Το κόκκινο χρώμα δείχνει ότι οι πειραματικές τιμές δεν διατηρηθεί η αύξηση στη βασική pAkt (Ser473) από τον έλεγχο προς db /db μέσου απουσία της αναστολής, και αστερίσκοι επισημαίνουν ότι τα στοιχεία αυτά δεν χρησιμοποιήθηκαν στην τοποθέτηση μοντέλο. Πράσινο (χωρίς αναστολέα), κίτρινο (ραπαμυκίνη), και ροζ κουτιά (PP242) αντιπροσωπεύουν το μοντέλο τοποθέτηση. (F) Σχετική pS6K1 (Thr389) στους μηδέν ινσουλίνη απουσία αναστολής και σε κατεργασμένα κύτταρα (τα κουτιά αντιπροσωπεύουν τοποθέτηση μοντέλο).

Η

χωρέσει τα πειραματικά δεδομένα και αν υποτεθεί ότι J έχει αμελητέα συγκέντρωση στο μέσον ελέγχου και μια μεγαλύτερη συγκέντρωση, θα πρέπει να εκτιμηθεί, στο μέσο db /db. Για να χωρέσει τα δεδομένα που λαμβάνονται σε db /db μέσο, ​​υποθέσαμε ότι η αντίσταση στην ινσουλίνη αυξάνει επίσης λόγω της αυξημένης υποβάθμισης IRS1 λόγω της ενίσχυσης των mTORC2 σηματοδότησης [35]. Αυτή η αρνητική ανάδραση εκπροσωπήθηκε από κατάλληλα ρύθμιση των παραμέτρων της PI3K. Το Σχήμα 3 δείχνει τα πειραματικά δεδομένα των κυττάρων L6, επανασχεδιάζω από [11] και [34], μαζί με τις βέλτιστες καμπύλες τοποθέτηση, και S2 πίνακας παρουσιάζει τα εκτιμήσεις παραμέτρων. Παρατηρούμε ότι μία υψηλή τιμή pAkt (Ser473) σε μηδέν ινσουλίνη, όπως παρατηρείται στο Σχήμα 3 πάνελ Α μπορεί να ληφθεί μόνο εάν mTORC2 ενεργοποιείται επίσης μέσω ενός μονοπατιού σηματοδότησης ανεξάρτητο από ΡΙ3Κ, και αν η φωσφορυλίωση Thr308 Akt δεν απαιτείται για Ser473 φωσφορυλίωση.

δεδομένα φωσφορυλίωση μετρήθηκαν στα πειράματα με db /db μέσο είναι κατάλληλα με τιμή

J

σημαντικά μεγαλύτερο σε σύγκριση με τον έλεγχο (0.07 vs. 0.001). pAkt (Ser473) σε μηδέν ινσουλίνης σε μεγάλο βαθμό αυξάνεται, αλλά η απάντησή της στην ινσουλίνη αμβλύνεται (Σχήμα 3Α). Η απόκριση του pAkt (Thr 308) και του pGSK3β (Ser9) είναι επίσης καταθλιπτικοί (πάνελ Β και C). Τα δεδομένα πρόσληψης 2-DG αναφερθεί στο σχήμα 3D επαρκώς ταιριάζει με το μοντέλο. Η προβλεπόμενη 2-DG πρόσληψη σε παρουσία db /db μέσου (πίνακας Δ) υπολογίστηκε υποθέτοντας ότι οι σταθερές ρυθμού που ρυθμίζουν GLUT4 μετατόπιση σε μεμβράνη πλάσματος είναι μικρότερες σε σύγκριση με τον έλεγχο [5,6], βλέπε Πίνακα S2.

τα δεδομένα μετράται παρουσία ραπαμυκίνης και PP242 δείχνονται Σχήμα 3 πάνελ EF. Το μοντέλο ταιριάζει επαρκώς την αναστολή της βασικής (όχι ινσουλίνη) pS6K1 (Thr389), τόσο στον έλεγχο και db /db μέσο (πάνελ F). αναστολή S6K1 οδηγεί με τη σειρά του, επειδή εξασθενημένων αρνητικής ανατροφοδότησης, σε μείωση και την αύξηση του (S2 Σχήμα, πάνελ Α-D), ενισχύοντας έτσι την σηματοδότηση της ινσουλίνης. Στο βασικό pAkt (Ser473) δεδομένων (Σχήμα 3, πάνελ Ε), η κακή πρόβλεψη για κύτταρα που εκτίθενται σε db μέσον /db προκαλείται από πειραματική διακύμανση και τα δεδομένα δεν χρησιμοποιήθηκαν για την τοποθέτηση μοντέλο. Σε κύτταρα που έλαβαν θεραπεία με ραπαμυκίνη, η εξασθενημένη αρνητική ανάδραση οδήγησε σε αύξηση του

mTORC

2

ν

, ενισχύοντας έτσι pAkt. Αντίθετα, PP242 επηρεάζει τη φωσφορυλίωση της Akt στην Ser473, έτσι ώστε

Akt

S

και

ΑΚΤ

T

,

S

μειώνονται έντονα. Ένα υποσύνολο των προβλέψεων των μοντέλων εμφανίζεται σε S3 Σχ, όπου πάνελ F δίνει ένα 3D αναπαράσταση των συστατικών του pAkt. Στα 100 ηΜ ινσουλίνης, η συνολική pAkt είναι 78,7% του συνόλου των Akt σε έλεγχο. Γενικά, φαίνεται ότι το παρόν μοντέλο παρέχει επαρκές τοποθέτηση των δεδομένων L6.

S4 Σχήμα δείχνει τις ευαισθησίες των συγκεντρώσεων πρωτεΐνης προς τις εκτιμώμενες παραμέτρους του μοντέλου στην εξωκυτταρική συγκέντρωση ινσουλίνης του 9.69 ηΜ (εκτιμώμενη

I

e

, 0.5). Η γενική εικόνα της τις ευαισθησίες για τα κύτταρα L6 τον έλεγχο και db /db μέσο είναι παρόμοια με αυτή που βρέθηκε για C2C12 κύτταρα, επιβεβαιώνοντας ότι το μοντέλο είναι σε θέση να εκπροσωπεί και τους δύο τύπους δεδομένων. Επιπλέον, οι ευαισθησίες και είναι μικρές, σύμφωνα με τις μικρές τιμές του εκτιμήσεις ότι, όπως αναμενόταν, οι ευαισθησίες στην αύξηση J παράγοντας σε κύτταρα που εκτίθενται στο μέσο db /db σε σύγκριση με το μάρτυρα. Η ευαισθησία στο

μια

12 είναι μικρό σε δύο κύτταρα C2C12 και L6, γεγονός που υποδηλώνει ότι η αρνητική βρόχο ανάδρασης από S6K1 να mTORC2 έχει αμελητέο ρόλο σε αυτές τις γραμμές.

Το κύτταρο L6 δεδομένα αναλύθηκαν επίσης με την παρουσία της θετικής ανάδρασης, με τη συνεχή

μια

P

στην εξίσωση (4) ρυθμιστεί σε μικρότερη τιμή για τα κύτταρα σε db /db μέσο σε σύγκριση με το μάρτυρα. Τα αποτελέσματα, ωστόσο, δεν φαίνεται να βελτιώσουν εκείνα που λαμβάνονται με το παρόν μοντέλο.

Οι προσομοιώσεις με βελτιωμένη μοντέλα της Akt και συγκροτήματα mTOR

Τρεις πιθανές επεκτάσεις των μοντέλων της Akt και συγκροτήματα mTOR εξετάζονται εδώ:. υπο-κυτταρικό Akt εντοπισμό, την ενεργοποίηση mTORC1 και την ανταπόκριση mTORC2 να ραπαμυκίνη

Η εμπορία των μορίων μέσα στο κύτταρο ρυθμίζεται από τη διάχυση και την ενεργό μεταφορά, διαδικασίες που απαιτούν μια πολύπλοκη μαθηματική επεξεργασία με βάση την μερική διαφορικές εξισώσεις [36,37]. Για να δώσω ένα απλοποιημένο μοντέλο της υπο-κυτταρικό εντοπισμό της Akt, έχουμε εξετάσει μόνο την φωσφορυλίωση της Akt σε Thr308. Ως εκ τούτου, έχουμε Akt μόρια στο κυτοσολικό διαμέρισμα (Akt

cyt και pAkt

cyt), εκείνους που βρίσκονται στο PM (Akt

μ.μ. και pAkt

μ.μ.), και εκείνες του πυρήνα (pAkt

Nuc). Το σχήμα 4 πλαίσιο Α δείχνει ένα σχήμα του μοντέλου.

(Α) ΡΙΡ3 στρατολογεί ΡϋΚ1 και Akt στην μεμβράνη του πλάσματος. Στο μμ, Akt φωσφορυλιώνεται από ΡϋΚ1 και αποφωσφορυλιώθηκε με ΡΡ2Α. Μεταφορά δεν έχει ακόμη φωσφορυλιωμένη Akt από μ.μ. πίσω στο κυτταρόπλασμα ρυθμίζεται από το σταθερό ρυθμό

k

-13. Φωσφορυλιωμένη Akt μεταφέρεται στο κυτταρόπλασμα (σταθερό ποσοστό

k

mc

) όπου αποφωσφορυλιώνεται από ΡΡ2Α ή εισάγονται στον πυρήνα (

k

cn

). Εξαγωγή από πυρήνα ρυθμίζεται από

k

NC

. (Β) Η φωσφορυλιωμένη Akt αδρανοποιεί TSC2. Ενεργό TSC2 προωθεί Rheb σύνδεση με το ΑΕΠ και TSC2 αδρανοποίηση διεγείρει τη μετατροπή από Rheb /ΑΕΠ στην ενεργό Rheb /GTP, η οποία με τη σειρά της ενεργοποιεί mTORC1. mTORC1 αναστέλλεται επίσης από PRAS40. Το κουτί συμπεριλαμβανομένων των ενεργών mTORC1 και πλούσια σε προλίνη Akt υπόστρωμα των 40 kDa (PRAS40) αντιπροσωπεύει αντίδραση (3) στο S1 αρχείου (Κείμενο S3). (C) Πρας νοκ ντάουν (KD:

K

mTOR

δεκαπλασιαστεί σε σύγκριση με τον έλεγχο και

φ

= 0,7, ροζ κουτιά) και η υπερέκφραση (OE:

K

mTOR

μισό σε σύγκριση με τον έλεγχο και

φ

= -5/6, κίτρινα κουτιά) και η επίδραση στην ενεργοποίηση mTORC1 σε 1 ηΜ ινσουλίνης. (D) Κανονικοποιημένη συγκεντρώσεις Rheb /GTP και T389 S6K1 σε 1 ηΜ ινσουλίνης με Πρας νοκ ντάουν (δεκαπλάσια

β

Πρας

μείωση, ροζ κουτάκια), Πρας υπερέκφραση (διπλή

β

Πρας

αύξηση, κίτρινα κουτάκια), και με τα δύο Πρας (διπλή

β

Πρας

αύξηση) και Rheb (πενταπλάσια

β

Rheb

αύξηση) υπερέκφραση (πορτοκαλί κουτιά). (Ε) Κανονικοποιημένη συγκεντρώσεις πρωτεΐνης στο TSC2-null κύτταρα σε 1 ηΜ ινσουλίνης. (F) Απόκριση σε βραχυπρόθεσμη και μακροπρόθεσμη θεραπεία ραπαμυκίνης της mTORC1 και mTORC2, και την επίδραση επί της φωσφορυλίωσης της Akt σε 10 ηΜ ινσουλίνης. Βραχυπρόθεσμες και μακροπρόθεσμες θεραπείες:

K

mTOR

στην εξίσωση (14) του S1 αρχείου (Κείμενο S3) οριστεί σε 0,1 ελέγχου. Μακροχρόνιας θεραπείας: παραμέτρων και της Akt Εξ (9) – (11) οριστεί σε 0,1 ελέγχου

Η

Οι εξισώσεις των συγκεντρώσεων Akt που αναφέρονται στο S1 αρχείου (Κείμενο S3) και επίδειξη. ότι, κατά τη σταθερή κατάσταση, οι τρεις συγκεντρώσεις της φωσφορυλιωμένης Akt τείνουν να είναι ίση προϋπόθεση ότι το

k

NC

≅

k

cn

και

k

mc

≅

K

15

PP

2

Μια

.

Akt

cyt

τείνει να είναι ίσο με το

Akt

μ.μ.

την προϋπόθεση ότι ισούται με

K

13

PDK

1 και

k

-13 είναι πολύ μικρότερη από τις δύο αυτές ποσότητες επίσης σε χαμηλά επίπεδα ινσουλίνης. Επιπλέον,

k

mc

πρέπει να είναι πολύ μεγαλύτερο από ό, τι

K

14

PP

2

Μια

. Αν και δεν έχουμε δεδομένα διασφαλίζοντας ότι πληρούνται αυτές οι προϋποθέσεις, που εγγυώνται ότι οι περισσότεροι από Akt

cyt φτάσει με ασφάλεια PM και είναι φωσφορυλιωμένη, και ότι pAkt

μ.μ. γρήγορα μετατοπίζεται από PM να κυτταρόπλασμα όπου έχει να φωσφορυλιώνει πολλά υποστρώματα . Σε αυτές τις συνθήκες, το μοντέλο Akt εξεταστεί S1 αρχείου (Κείμενο S1, Κείμενο S2) και Εξ (9) – (11), όπου ελήφθη υπόψη η υπο-κυτταρική εντόπιση, μπορεί να θεωρηθεί επαρκές μοντέλο της κινητικής Akt σε σταθερή κατάσταση . Παρατηρούμε, όμως, ότι η μεταβατική απόκριση των συγκεντρώσεων Akt σε μια ξαφνική μεταβολή στη συγκέντρωση της ινσουλίνης είναι πιθανό να είναι διαφορετική αν η υπο-κυτταρική εντόπιση θεωρείται ή όχι.

Σχήμα 4 του πίνακα Β δείχνει το σχήμα της η βελτιωμένη μοντέλο της ενεργοποίησης mTORC1. Εξ (12) – (15) σε S1 File (Κείμενο S3) δίνουν τις κανονικοποιημένες συγκεντρώσεις των μοριακών συστατικών και τα δεδομένα της βιβλιογραφίας παρέχουν πληροφορίες σχετικά με την ανταπόκριση της πρωτεΐνης προς Akt. TSC2 επίπεδο φωσφορυλίωσης στο T1462 έχει περισσότερα από 10-πλάσια αύξηση σε κύτταρα ΗΕΚ-293 κατά την διέγερση του ορού [38]. Η αύξηση του επιπέδου φωσφορυλίωσης PRAS40 στο T246 μπορεί να κυμαίνεται από περίπου 10 φορές έως 20 φορές σε απομονωμένα σκελετικό μυ με μικρότερες τιμές στην καρδιά, το ήπαρ και το λιπώδη ιστό [39]. Τα στοιχεία αυτά παρέχονται περιορισμούς στην εκτίμηση των παραμέτρων στην Εξ (12) – (15), και τη μοναδικότητα των εκτιμήσεων ήταν εγγυημένη από τη ρύθμιση

φ

= -0,67 (

β

Πρας

= 3

β

mTORC

1, δηλαδή, ο ρυθμός σύνθεσης Πρας είναι τρεις φορές μεγαλύτερη από αυτή του ετεροτριμερές mTOR, αρπακτικών, mLST8) και. Να υπολογιστούν οι υπόλοιπες παράμετροι, πήραμε τα προφίλ και των

mTORC

1

n

ως συνάρτηση του

I

e

λαμβάνεται από το μοντέλο των κυττάρων L6. Το προφίλ του χρησιμοποιήθηκε ως λειτουργία εισόδου σε (12) και (15) του S1 File (Κείμενο S3), και οι τιμές των παραμέτρων που βέλτιστα αναπαραχθεί

mTORC

1

n

προφίλ ήταν ως εξής:

K

TSC

= 65.95,

K

Rheb

= 6,48,

Κ

mTORC

1 = 7,2 · 10

-3,

K

Πρας

= 16,72.

οι προσομοιώσεις που παρουσιάζονται στο Σχήμα 4, πάνελ CF, χρησιμοποιήσαμε το ολοκληρωμένο μοντέλο ISN των ΠΠΠ (1) – (16) με την εξίσωση (14) του

mTORC

1

n

αντικαθίστανται από τις Εξ (12) – (15) του S1 αρχείου (Κείμενο S3). Η απώλεια της έκφρασης PRAS40 εκπροσωπήθηκε στο μοντέλο από τη μείωση δεκαπλάσια του

β

Πρας

σύγκριση με τον έλεγχο, με τις επακόλουθες αλλαγές του

K

mTOR

, και

φ

σε (14) – (15) του S1 αρχείου (Κείμενο S3). Σχήμα 4C δείχνει τη μείωση του

Πρας

40

ν

και η αύξηση του

mTORC

1

n

σε αυτή την κατάσταση, σε σύγκριση με το μάρτυρα. Αντίθετα, PRAS40 υπερέκφραση με διπλασιασμό των

β

Πρας

αναστέλλει την ενεργοποίηση mTORC1. Στο Σχήμα 4D, οι κανονικοποιημένες συγκεντρώσεις T389 S6K1 κάτω Πρας νοκ ντάουν και υπερέκφραση (ροζ και κίτρινα κουτιά, αντίστοιχα) ακολουθούν την απόκριση του

mTORC

1

n

φαίνεται στον πίνακα Γ στο πλαίσιο τόσο Πρας και Rheb υπερέκφραση (κουτιά πορτοκαλί), mTORC1 και S6K1 δεν ανέστειλε είναι σε σύγκριση με τον έλεγχο, επειδή GTP-φορτωμένο Rheb υπερνικά την PRAS40 μεσολάβηση αναστολή mTORC1, όπως επισημαίνεται στο [38] και η προβλεπόμενη από την εξίσωση (14) στο S1 αρχείο (Κείμενο S3). Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων στο πάνελ D φαίνεται να συμφωνούν, ποιοτικά τουλάχιστον, με την αυξημένη φωσφορυλίωση T389 S6K1 φαίνεται από τις κηλίδες στο Σχ 4Ε (κύτταρα ΗΕΚ293Ε) και στο Σχ 5Ε (ΠΜΑ και ΗΤ-29 κύτταρα καρκίνου κόλου) του [40] .

(Α) Σχέδιο του μοντέλου που χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση των δεδομένων AML πληθυσμού κυττάρων απουσία και παρουσία του AZD8055. Τα τετράγωνα αντιπροσωπεύουν G1, S και G2M κύτταρα /G0, με το μπλοκ × 2 που δηλώνει δυαδική διαίρεση του κυττάρου.

λ

1 είναι η σταθερά ταχύτητας της μετάβασης G1S,

T

2 και

T

3 οι χρόνοι διέλευσης στις φάσεις S και G2M και

μ ο σταθερός ρυθμός απώλειας των κυττάρων

». D

1-D

3 αντιπροσωπεύουν κυττάρων που χάνονται από βιώσιμες διαμερίσματα, αλλά ακόμα μετρήσιμη, και Α τα αποπτωτικά σώματα και θραύσματα, με

μ

» το σταθερό ρυθμό των κυττάρων κατακερματισμού. (Β) Τα στοιχεία, επανασχεδιάζω από Ref [44], τα κλάσματα κυττάρου σε φάσεις κυτταρικού κύκλου σε έλεγχο και τα κύτταρα σε επεξεργασία με 10, 100 και 1000 ηΜ AZD8055 (κλειστά τετράγωνα), και το μοντέλο εξάρτημα (συνεχείς γραμμές). Ο πίνακας εμφανίζει επίσης δεδομένα και τοποθέτηση LI ομαλοποιηθεί για τον έλεγχο, και του συνολικού κλάσματος των νεκρών κυττάρων και τα θραύσματα. (Γ) Συσχέτιση μεταξύ των στοιχείων της χρώσης πορτοκαλί ακριδίνης σε κύτταρα Α549, επανασχεδιάζω από Ref [43], και το κλάσμα των νεκρών κυττάρων. (D) Σχέση μεταξύ της μείωσης του pAkt (Ser473) (τετράγωνα) και εκείνη του

λ

1 σε αυξανόμενες συγκεντρώσεις του φαρμάκου. Τοποθέτηση γραμμή

y

= 1,03

x

/(0.18·10

-2+

x

), με το

y

= pAkt (Ser473 ) και

x

=

λ

1. Μια παρόμοια λειτουργία ταιριάζει τη σχέση μεταξύ της ΟδΚ3β (Ser9) (τρίγωνα) και

λ

1.