Abstract

Οι μεταλλάξεις στο γονίδιο αδενωματώδη πολυποδίαση coli (APC) βρίσκονται στα περισσότερα ορθοκολικούς καρκίνους. Προκαλούν συστατική ενεργοποίηση του πολλαπλασιασμού οδών όταν και τα δύο αλληλόμορφα του γονιδίου μεταλλαχθεί. Ωστόσο μελέτες σε άτομα με οικογενή αδενωματώδη πολυποδίαση (FAP) έδειξαν ότι μία απλή μεταλλαγμένο APC αλλήλιο μπορεί επίσης να δημιουργήσει αλλαγές στη προκαρκινικές κρύπτης του κόλου, όπως αύξηση του αριθμού των βλαστικών κυττάρων, αυξημένη σχάση κρύπτη, μεγαλύτερη μεταβλητότητα των προτύπων μεθυλίωσης του DNA, και υψηλότερα σωματικά ποσοστά μετάλλαξης. Στο έγγραφο αυτό, χρησιμοποιώντας ένα υπολογιστικό μοντέλο της δυναμικής κρύπτη του παχέος εντέρου, εξελισσόμαστε και να διερευνήσει μια υπόθεση σχετικά με την επίδραση της ετερόζυγη μετάλλαξη APC που εξηγεί αυτές τις διαφορετικές παρατηρήσεις. Με βάση τις προηγούμενες εκθέσεις και τα αποτελέσματα από το υπολογιστικό μοντέλο που προτείνουμε την υπόθεση ότι η ετερόζυγη μετάλλαξη APC έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση των πιθανοτήτων για ένα βλαστικό κύτταρο να διαιρέσει συμμετρικά, παράγοντας δύο κόρες βλαστοκυττάρων. Έχουμε ενσωματώσει την υπόθεση αυτή στο μοντέλο και να εκτελέσει πειράματα προσομοίωσης για να διερευνήσει τις συνέπειες της υπόθεσης. Προσομοιώσεις δείχνουν ότι αυτή η υπόθεση συνδέει μαζί τις αλλαγές στις κρύπτες FAP που παρατηρήθηκαν σε προηγούμενες μελέτες. Οι προσομοιώσεις δείχνουν επίσης ότι η APC

+/- βλαστικών κυττάρων παίρνει επιλεκτικά πλεονεκτήματα για κυριαρχούν στην κρύπτη και προχωρά σε καρκίνο. Αυτό εξηγεί γιατί οι περισσότεροι καρκίνοι του παχέος εντέρου ξεκίνησε από μετάλλαξη APC. Τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να έχουν επιπτώσεις για την πρόληψη ή την επιβράδυνση της εμφάνισης του καρκίνου του παχέος εντέρου σε άτομα με κληρονομικές ή επίκτητες μετάλλαξη ενός APC αλλήλιο. Πειραματική επαλήθευση της υπόθεσης, καθώς και έρευνα σχετικά με τους μοριακούς μηχανισμούς αυτής της επίδρασης μπορεί επομένως να αξίζει επιχείρηση

Παράθεση:. Sasikumar R, Rejitha JR, Binumon PK, Manoj M (2011) Ο ρόλος της Ετερόζυγος APC μετάλλαξης σε Niche διαδοχή και την έναρξη του καρκίνου του παχέος εντέρου – ένα υπολογιστικό Μελέτη. PLoS ONE 6 (8): e22720. doi: 10.1371 /journal.pone.0022720

Συντάκτης: Stefan Wölfl, Universität Heidelberg, Γερμανία

Ελήφθη: 29 Ιουνίου 2010? Αποδεκτές: 5 του Ιούλη του 2011? Δημοσιεύθηκε: 5 Αύγ 2011

Copyright: © 2011 Sasikumar 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

Χρηματοδότηση:. Συμβούλιο επιστημονικής και Βιομηχανικής Έρευνας – Inter Οργανισμός Έργου ΙΑΡ 0001. 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 δηλώνουν ότι δεν υπάρχει. υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα.

Εισαγωγή

εντερικό επιθήλιο είναι μια ταχέως την ανανέωση των ιστών που ανανεώνεται κάθε 4-6 ημέρες με μια συντονισμένη σειρά του πολλαπλασιασμού των κυττάρων, τη μετανάστευση και εκδηλώσεις διαφοροποίηση [1]. Αυτές οι διαδικασίες σε διαμερίσματα στην εγκολπώσεις του ιστού που ονομάζεται οι κρύπτες των Lieberkühn. Ένας μικρός πληθυσμός των βλαστικών κυττάρων, που βρίσκεται στη βάση της κρύπτης εντός εξειδικευμένες πιστεύεται να διαιρέσει συνεχώς, παράγοντας ημι διαφοροποιημένα κύτταρα διέλευσης. Αυτά τα ημι-διαφοροποιημένων κυττάρων διέλευση αντιπροσωπεύουν προδρόμους σε διαφορετικά στάδια της δέσμευσης και έχουν την ικανότητα να διαιρούνται ταχέως ένα περιορισμένο αριθμό φορών, μετά την οποία υφίστανται τελική διαφοροποίηση. Ταυτόχρονα, καθώς τα νέα κύτταρα που παράγονται, ολόκληρος ο πληθυσμός της ημι- και τελικά-διαφοροποιημένων κυττάρων μεταναστεύει προς το στόμιο του αυλού όπου αφαιρούνται από την επιφάνεια του αυλού.

καρκίνος του παχέος προκύπτει ως το σωρευτικό αποτέλεσμα από πολλαπλές μεταλλάξεις που επιτρέπουν την επιθηλιακών κυττάρων για να ξεφύγουν από όλα τα στοιχεία ελέγχου που το κρατήσει από ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό. Δεδομένου ότι στο βλεννογόνο του παχέος εντέρου, δεν υπάρχει κυψελίδα εκτός από τα βλαστικά κύτταρα μπορούν να επιβιώσουν περισσότερο από μία εβδομάδα, τα βλαστικά κύτταρα είναι τα πλέον εύλογα υποψήφιοι για τη συσσώρευση πολλαπλών μεταλλάξεων. Η αρχική γενετική μεταβολή στις περισσότερες παχέος αδενώματα πιστεύεται ότι είναι μεταλλάξεις στο ογκοκατασταλτικό γονίδιο APC [2]. Μεταλλάξεις σε APC μπορεί να ταυτοποιηθεί σε έως και 80% της σποραδικής ορθοκολικά καρκινώματα. Τα άτομα με ετερόζυγη βλαστική μεταλλάξεις APC, όπως στην οικογενή αδενωματώδη πολυποδίαση (FAP) που έχουν γεννηθεί με φυσιολογικό εμφανίζονται ερωτηματικά αλλά εκατοντάδες πολύποδες αρχίζουν να εμφανίζονται κατά τη διάρκεια της δεύτερης δεκαετίας της ζωής, γεγονός που υποδηλώνει ότι το φυσιολογικό αλληλόμορφο APC πρέπει επίσης να γίνει δυσλειτουργική για τον όγκο να προχωρήσει . Ωστόσο, υπάρχουν ενδείξεις [3] ότι ακόμα και οι συνήθεις εμφανίζονται κρύπτες του παχέος εντέρου FAP μπορεί να υποθάλπουν μορφολογικά απόκρυφη αλλαγές που εισάγονται από ετερόζυγη μετάλλαξη APC αν και ο μηχανισμός των μεταβολών αυτών δεν είναι σαφής.

Η APC είναι ένα κρίσιμο μέλος της Wnt /β-κατενίνης μονοπάτι σηματοδότησης, η οποία είναι ένας σημαντικός καθοριστικός παράγοντας του πολλαπλασιασμού των κυττάρων, τη διαφοροποίηση και την απόπτωση. APC ρυθμίζει επίσης κυτταροσκελετικών πρωτεϊνών, συμπεριλαμβανομένων F-ακτίνης και μικροσωληνίσκους, επιτρέποντας έτσι να ρυθμίσει προσκόλληση, μετανάστευση και μίτωσης [2]. APC μεταλλάξεις συνήθως καταλήγουν σε κολοβωμένη Ν-τερματικών θραυσμάτων της πρωτεΐνης η οποία δεν μπορεί να δεσμεύσει β-κατενίνης και έτσι χάνουν την λειτουργία της ρύθμισης /β-κατενίνης Wnt. Το να είσαι «απώλεια της λειτουργίας του» ελαττώματος, ετερόζυγη μετάλλαξη APC είναι απίθανο να έχει σημαντική επίδραση στην /β-κατενίνης μονοπάτι σηματοδότησης Wnt. Ωστόσο, έχει προταθεί ότι απομονωμένα θραύσματα Ν-τερματικό μπορεί επίσης να έχει κάποια «κέρδος της λειτουργίας» αποτελέσματα επί μικροσωληνίσκους και πρωτεΐνες που σχετίζονται με άτρακτο σε μίτωση [4]. Αυτές οι επιδράσεις μπορεί να εκδηλωθεί ακόμη και αν μόνο ένα APC αλλήλιο είναι μεταλλαγμένο.

Δύο τύποι του τμήματος είναι δυνατή για τα βλαστικά κύτταρα. Στο «ασύμμετρη διαίρεση» κάθε βλαστικών κυττάρων παράγει ακριβώς ένα βλαστικό κύτταρο και ένα ημι διαφοροποιούνται (ενίσχυση διαμετακόμιση) των κυττάρων σε κάθε τμήμα. Ο διαφοροποιημένος κόρη κυττάρων αφήνει τη θέση να μεταναστεύσουν μέχρι την κρύπτη, ενώ η μητέρα βλαστοκυττάρων παραμένει στη θέση. Στην ασύμμετρη διαίρεση, δεδομένου ότι τα βλαστικά κύτταρα αντικαθιστούν πάντα οι ίδιοι, καταγωγές τους ποτέ εξαφανιστεί.

Τα βλαστικά κύτταρα μπορούν επίσης να διαιρέσει «συμμετρικά», που παράγουν είτε δύο ημι διαφοροποιημένη κόρες που αφήνουν τη θέση ή δύο κόρες βλαστικών κυττάρων που παραμένουν στην κόγχη. Τα βλαστικά κύτταρα έχουν την ικανότητα να εναλλαγή μεταξύ ασύμμετρη και συμμετρική λειτουργίες της διαίρεσης. Η ισορροπία μεταξύ αυτών των δύο τρόπων της διαίρεσης είναι ελαττωματικό σε ορισμένες παθολογικές καταστάσεις [5]. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι η APC έχει ένα ρόλο στη διαδικασία ρύθμισης της ισορροπίας μεταξύ ασύμμετρη και συμμετρική κυτταρική διαίρεση επηρεάζοντας την μιτωτική άτρακτο προσανατολισμού [6], [7].

Ανάλυση της μεταβλητότητας των προτύπων μεθυλίωσης ότι προκύπτουν σε μια κρύπτη κατά τη γήρανση προσκομίσει αποδεικτικά στοιχεία [8], [9], που φυσιολογικά ανθρώπινα κρύπτες πάρει περιοδικά ανέλαβε απόγονοι από ένα βλαστικό κύτταρο και το φαινόμενο αυτό ονομάζεται «θέση διαδοχής». Σε αντίθεση με την κλωνική διαδοχή που συνδέεται με την εξέλιξη του όγκου η οποία λαμβάνει χώρα λόγω της επιλογής ενός συγκεκριμένου γράμμωσης που μεταφέρει πολλαπλασιαστική μεταλλάξεις, αυτή είναι μια τυχαία διαδικασία χωρίς βοήθεια από επιλογή. Ωστόσο, μπορούν να παρέχουν ένα μέσο με το οποίο οι μεταλλάξεις ογκογενή μπορεί να έρθει για να κυριαρχήσουν στην κρύπτη και πριν την έναρξη της εξέλιξης του όγκου.

Niche διαδοχής είναι συνέπεια των συμμετρική διαίρεση των βλαστικών κυττάρων. Με συμμετρική διαίρεση, βλαστικών κυττάρων καταγωγές εξαφανιστεί κάθε φορά που οι δύο κόρες διαφοροποιηθούν και να αφήσει τη θέση. Για να διατηρηθεί ένα σταθερό αριθμό θέσεων βλαστοκυττάρων, αυτή η εξαφάνιση εξισορροπείται από την επέκταση του άλλου γράμμωσης με συμμετρική υποδιαίρεση στην οποία και οι δύο κόρες παραμένουν ως βλαστικά κύτταρα. Αυτή η τυχαία απώλεια των βλαστικών κυττάρων με αντικατάσταση μπορεί τελικά να οδηγήσει στην εξαφάνιση όλων των σειρών εκτός από ένα, ή «θέση διαδοχής». Η ενδο-κρύπτη μεταβλητότητα των ετικετών μεθυλίωση είναι ενδεικτική της περιόδου θέση διαδοχής, μεγαλύτερη μεταβλητότητα δείχνει πιο αργή θέση διαδοχής [3].

μοτίβα μεθυλίωσης στην κανονική εμφάνιση κρύπτες FAP δείχνουν μεγαλύτερη ποικιλία από ό, τι μη κρύπτες FAP δείχνει πιο αργή θέση κύκλων διαδοχής σε κρύπτες FAP. Αυτή η επιβράδυνση μπορεί να εξηγηθεί ως λόγω της αύξησης του πληθυσμού αρχέγονων κυττάρων. κρύπτες FAP εμφανίζουν επίσης μια μετατόπιση στην κατανομή των πολλαπλασιαστικών κυττάρων κατά μήκος του άξονα κρύπτη και αυτό έχει επίσης συνδεθεί με την αύξηση του αριθμού των βλαστικών κυττάρων [10]. Αυξημένη σχάσης κρύπτη που παρατηρήθηκαν σε FAP παχύ έντερο [11] Είναι επίσης ενδεικτικό της αύξησης του αριθμού των βλαστικών κυττάρων [12]. Ως εκ τούτου, έχει προταθεί ότι ετερόζυγο μεταλλάξεις APC μπορεί να συμβάλει στην αύξηση του αριθμού των βλαστικών κυττάρων [3].

Στην εργασία αυτή θα ξεκινήσει με την ερώτηση, «Τι είναι η επίδραση που μια ετερόζυγη μετάλλαξη APC έχει στη συμπεριφορά του εντερικού επιθηλιακού κυττάρου που μπορεί να οδηγήσει στις αλλαγές που παρατηρούνται στις προκαρκινικές κρύπτες FAP; «η μεθοδολογία που ακολουθούμε είναι ότι μέσω υπολογιστικών πειραμάτων χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο Βάσει Agent [13] της δυναμικής της κρύπτης του παχέος εντέρου θα εξελιχθεί μια υπόθεση σχετικά με το πώς η μετάλλαξη αλλάζει κύτταρο συμπεριφορά. Έχουμε ενσωματώσει αυτή την υπόθεση της ατομικής συμπεριφοράς των κυττάρων στο μοντέλο και να διερευνήσει τις συνέπειες της υπόθεσης στη συμπεριφορά της κρύπτης. Agent βασίζεται μοντελοποίηση είναι μια υπολογιστική παράδειγμα που είναι χρήσιμη για τη διερεύνηση πώς ατομικές συμπεριφορές οδηγούν σε συλλογικές συνέπειες. προσομοιώσεις παράγοντα με βάση την παρακολούθηση των δράσεων και αλληλεπιδράσεων ενός μεγάλου αριθμού οντοτήτων, ή «πράκτορες», προκειμένου να τηρηθεί η συνολική συμπεριφορά που προκύπτει από αυτές τις μεμονωμένες ενέργειες. Κάθε πράκτορας περιγράφεται από τα χαρακτηριστικά της και ένα σύνολο κανόνων που διέπουν τη συμπεριφορά του. Παράγοντες αλληλεπιδρούν είτε απευθείας μεταξύ τους είτε έμμεσα μέσω του περιβάλλοντος και η αναδυόμενη συλλογική συμπεριφορά παρατηρείται μέσω προσομοιώσεων. Τα μεμονωμένα επιθηλιακά κύτταρα της κρύπτης του κόλου είναι οι παράγοντες σε αυτό το μοντέλο. Προσομοιώσεις αποκαλύπτουν πως οι υποθέσεις της ατομικής συμπεριφοράς των κυττάρων οδηγεί σε συλλογικά φαινόμενα παρατηρούνται στο επίπεδο της κρύπτης.

Μέθοδοι

Το πρόγραμμα υπολογιστή που υλοποιεί το μοντέλο έχει αναπτυχθεί χρησιμοποιώντας ένα πλαίσιο ΑΒΜ που αναπτύχθηκε στην ομάδα μας . Το πλαίσιο παρέχει μεθόδους για τον καθορισμό πράκτορες και τους κανόνες που διέπουν τις ενέργειες που εκτελούν. Ένας χρόνος βρόχος εκτελείται στην οποία κάθε παράγοντα και το περιβάλλον του εξετάζεται για να δει εάν πληρούνται οι προϋποθέσεις για κάθε δράση και την επακόλουθη αλλαγή του κάθε χαρακτηριστικού πληρούνται. Οι αλλαγές για όλα τα μέσα που πραγματοποιούνται από κοινού στο τέλος του χρόνου βρόχου και το νέο βήμα ξεκινά με τις μεταβαλλόμενες συνθήκες.

Το πλαίσιο έχει αναπτυχθεί στην πλατφόρμα VC.net.

2.1 Μοντελοποίηση κανονική Dynamics κρύπτη

το κανονικό μοντέλο κρύπτη έχει προσαρμοστεί από το μοντέλο που αναπτύχθηκε από Potten και Loeffler το 1987 [14]. Η κρύπτη αναπαρίσταται ως ένα απλό 2D πλέγμα διαστάσεων Ν χ Μ η οποία θα ήταν ως εάν η κρύπτη σχίζεται ανοικτή και ξεδιπλώσει επίπεδη. Τα επιθηλιακά κύτταρα αγκυροβολημένο στο δίκτυο και μπορεί να κινηθεί σε αυτό. Κάθε κύτταρο είναι ένας παράγοντας που χαρακτηρίζεται από 7 χαρακτηριστικά:

«κράτος» (η οποία καθορίζει το στάδιο του κυτταρικού κύκλου και μπορεί να πάρει τιμές ως «G1» «ηρεμίας», «S + G2», «Μίτωση») ,

«Position» (που καθορίζεται από το (x, y) συντεταγμένες στο grid),

«ώρα κράτος» (το χρόνο που δαπανάται σε μια συγκεκριμένη κατάσταση),

«εποχή» (το χρόνο που έχει περάσει από τη γέννησή του),

«αριθμός διαιρέσεις» (πόσες φορές έχει περάσει μέσα από τη μίτωση),

«βλαστική ικανότητα» (η οποία καθορίζει το στάδιο της διαφοροποίησης /προσδιορισμού του κυττάρου) και

«πρόγονος» (το προγονικό βλαστικών κυττάρων από την οποία προήλθε).

η

το βασικό μοντέλο έχει εννέα παραμέτρων και συγκεκριμένα

αριθμός στηλών – Ν

αριθμός σειρών – Μ

Αρχικό αριθμό των βλαστικών κυττάρων – Ν

0

κυτταρικού κύκλου Ώρα για βλαστικά κύτταρα – TC

s,

κυτταρικού κύκλου Ώρα για κύτταρα Transit – TC

t,

Ώρα κατάσταση G1 από βλαστικά κύτταρα – TG1

s

Ώρα σε κατάσταση G1 από τα κύτταρα Transit – TG1

t

Ο μέγιστος αριθμός των διαιρέσεων πριν από την τελική διαφοροποίηση – Num_div_max

Χρονικό βήμα – Δt

Η

2.1.α . Αρχικές συνθήκες.

Η κάτω σειρά της εκκίνησης θεωρείται ως η βλαστοκυττάρων θέση. Αρχικά Ν είναι

0 βλαστικά κύτταρα τοποθετούνται στην κόγχη. Όλοι τους είναι αρχικά υποτίθεται ότι είναι σε κατάσταση G1, αλλά με διαφορετική, τυχαία τιμές για το χρόνο που έχουν δαπανηθεί σε αυτή την κατάσταση. Ως εκ τούτου, η κατανομή τους, καθώς και η κατανομή των επόμενων γενεών δεν είναι σύγχρονη. Ο χρόνος αυξάνεται σε βήματα του ΔΙ.

2.1.β. Κανόνες για Division

Αν μέλος είναι «ηρεμίας» και βλαστική ικανότητα & gt?. 0 κατάσταση αλλάζει σε «G1». Ώρα μέλος έχει οριστεί σε 0

Αν κράτος είναι «G1» και του χρόνου στο κράτος & lt? TG1, το χρόνο στο κράτος αυξάνεται κατά Δt

Αν κράτος είναι «G1» και του χρόνου σε κατάσταση & gt ? = TG1 μέλος αλλάζει σε «S + G2» και Ώρα μέλος έχει οριστεί σε 0

Αν κράτος είναι «S + G2″ και του χρόνου στο κράτος & lt? του κυτταρικού κύκλου του χρόνου -TG1, Ώρα μέλος αυξάνεται κατά Δt

Αν κράτος είναι «S + G2″ και του χρόνου στην κατάσταση & gt? = Κυτταρικού κύκλου χρόνου-TG1. Κατάσταση αλλάζει σε «Μίτωση» και Ώρα μέλος έχει οριστεί σε 0

Αν μέλος είναι «Μίτωση» Δημιουργία και Εισαγωγή κόρη κυττάρων και να ορίσετε μέλος τόσο με το «ηρεμίας»

Η

2.1.c. Κανόνες για την εισαγωγή της κόρης κυττάρων

Είναι δυνατόν για περισσότερο από το ένα κύτταρο στο καταλαμβάνουν ένα χώρο στο δίκτυο.? Ωστόσο θυγατρικά κύτταρα κατά προτίμηση εισάγονται σε άδειο γειτονικές πλέγμα. Αν δεν υπάρχει κενή γείτονα, είναι δυνατόν να το βάλει σε ένα κατεχόμενο γείτονα επίσης. Οι προτεραιότητες για την επιλογή της θέσης εισαγωγής στην φθίνουσα σειρά που δίνονται παρακάτω

Κενό βόρεια γείτονά

Κενό ανατολικά ή δυτικά γείτονα (τυχαία επιλογή μεταξύ τους, αν και οι δύο είναι άδειο)

Αδειάστε νότια γείτονα

κατεχόμενα, ανατολικά ή δυτικά γείτονα (τυχαία επιλογή)

η

τα βλαστικά κυτταρικές κόρες εισάγονται πάντα μόνο σε ανατολή ή τη δύση γείτονα για να εξασφαλίσει ότι τα βλαστικά κύτταρα δεν αφήνουν το εξειδικευμένες

2.1.δ. Κανόνες για διαφοροποίηση.

Με κάθε διαίρεση οι απόγονοι να πάρει πιο διαφοροποιημένη και να γίνει λιγότερο βλαστικών κυττάρων που μοιάζουν. Ως εκ τούτου, η τιμή «βλαστική ικανότητα» μειώνεται από 1 σε 0 ως τα βλαστικά κύτταρα διαιρούνται για να σχηματίσουν ημι-διαφοροποιημένα προγονικά κύτταρα (κύτταρα διαμετακόμιση ενίσχυσης) που χωρίζουν αρκετές φορές πριν γίνει τελικά διαφοροποιημένα κύτταρα που δεν μπορούν να διαιρεθούν πια. Ο μέγιστος αριθμός των διαιρέσεων ένα προγονικών κυττάρων μπορεί να υποβληθεί πριν από την πλήρη διαφοροποίηση καθορίζεται από την παράμετρο εισόδου «Num_div_max». Η μείωση στην βλαστική ικανότητα ανά περιφέρεια δίνεται από 1 /Num_div_max. Μετά την τελική διαφοροποίηση τα κύτταρα παραμένουν σε κατάσταση «ηρεμίας».

2.1.ε. Κανόνες για τη Μετανάστευση.

Όταν τα νέα κύτταρα που γεννήθηκαν στο κάτω μέρος, τα μεγαλύτερα κύτταρα παίρνουν ανέβασε λόγω μιτωτική πίεση. Το μοντέλο υλοποιεί αυτό μέσα από τον κανόνα ότι κάθε φορά περισσότερα από ένα κελί καταλαμβάνει τον ίδιο χώρο στο δίκτυο, τα παλαιότερα κύτταρα γίνονται για να κινηθεί προς τα επάνω και σπρώξτε το σύνολο της στήλης των κυττάρων από πάνω από ένα χώρο στο δίκτυο.

Τα βλαστικά κύτταρα δεν κινηθεί έξω από το τμήμα.

2.1.f. Οι κανόνας για Death /Ρίχνοντας.

Τα κύτταρα που φτάνουν στην πάνω σειρά της μήτρας αφαιρείται από την προσομοίωση για την προσομοίωση των κυττάρων απόπτωση.

Οι παράμετροι εισόδου που χρησιμοποιούνται στις προσομοιώσεις φαίνεται στον Πίνακα 1. για να εξοικονομήσετε χρόνο υπολογισμού θεωρείται μόνο ένα τμήμα της κρύπτης του παχέος εντέρου που περιέχει περίπου 500 κύτταρα και μια κανονική θέση χωρητικότητας 10 βλαστικών κυττάρων. Μια απεικόνιση της ανάπτυξης μιας κρύπτης από 10 βλαστικά κύτταρα χρησιμοποιώντας το μοντέλο μας δίνεται στο σχήμα 1. Αν και οι απόλυτες τιμές των παρατηρήσιμα, όπως τον αριθμό των βλαστικών κυττάρων ή περίοδο διαδοχής θέση που θα προσδιοριστεί από το μοντέλο αυτό δεν θα ισχύει για το ολόκληρη κρύπτη, γίνεται δεκτό ότι η

παραλλαγές

των παρατηρήσιμα που παίρνουμε από τις προσομοιώσεις είναι αντιπροσωπευτικές των τάσεων της συμπεριφοράς αυτών των παρατηρήσιμων στην κρύπτη. Δεδομένου ότι το ενδιαφέρον μας είναι να αξιολογήσουμε τις αλλαγές που APC μετάλλαξη θα κάνει στην κρύπτη είναι επαρκής για να αποκτήσουν τις τάσεις της συμπεριφοράς και όχι οι απόλυτες τιμές. Οι τιμές που αφορούν τη συμπεριφορά της κυτταρικής διαίρεσης που λαμβάνονται από αναφορές [15] και [16]

μελών των κυττάρων αντιπροσωπεύονται από διαφορετικά χρώματα:. Purple – «ηρεμίας», Κόκκινο – «G1», Brown «S + G2 «, σκούρο καφέ -» Μίτωση «, Μαύρο δείχνει τα κενά όπου δεν υπάρχουν κύτταρα

η

2.2 Μοντελοποίηση Συμμετρική διαίρεση βλαστικών κυττάρων και θέσεων διαδοχή

Στην. βασικό μοντέλο κρύπτη, τα βλαστικά κυτταρική διαίρεση θεωρείται ότι είναι καθαρά ασύμμετρη, κάθε διαίρεση καταλήγει σε ένα βλαστικών κυττάρων που παραμένει στη θέση και μία διαφοροποιημένη κύτταρο το οποίο είναι ικανό να αφήνει την θέση. Θα περιλαμβάνει τη δυνατότητα συμμετρική κατανομή ως εξής:

Μια παράμετρος «συμμετρική πιθανότητα διαίρεσης (P

s)» ορίζεται ως είσοδο. Αυτή η παράμετρος καθορίζει την πιθανότητα ότι ένα στέλεχος κυτταρική διαίρεση είναι συμμετρική. Όποτε χωρίζει ένα βλαστοκύτταρο έχουμε δημιουργήσει ένα τυχαίο αριθμό μεταξύ 0 και 1. Εάν η πιθανότητα συμμετρική διαίρεση είναι μεγαλύτερος από τον τυχαίο αριθμό ο διαχωρισμός θεωρείται συμμετρική. Συμμετρική κατανομή μπορεί να είναι δύο τύπων με τις δύο κόρες που έχει βλαστική ικανότητα = 1 ή και με τις δύο κόρες εξίσου διαφοροποιημένες. Μια επιπλέον παράμετρος «διαφοροποίηση πιθανότητα (P

δ)» αποφασίζει εάν οι απόγονοι θα είναι δύο διαφοροποιημένα κύτταρα ή δύο βλαστικών κυττάρων.

οι πιθανότητες ότι μία κυτταρική διαίρεση οδηγεί σε 0, 1 ή 2 βλαστικά κύτταρα είναι που σχετίζονται με P

s και P

δ ως εξής:

(1)

(2)

(3)

για την κανονική κρύπτες ο αριθμός των βλαστικών κυττάρων πρέπει να διατηρείται σταθερή η οποία είναι δυνατή μόνο αν υπάρχουν ίσες πιθανότητες για τους δύο τύπους συμμετρική κατανομή. Αυτό συνεπάγεται ότι η Ρ

0, πρέπει να είναι ίσο με Ρ

2 και ως εκ τούτου τη διαφοροποίηση πιθανότητα Ρ

d πρέπει να είναι 0,5. Ωστόσο, στην πράξη βρήκαμε ότι ο καθορισμός της πιθανότητας διαφοροποίησης προς 0,5 δεν ήταν αρκετή για να διατηρήσει τον αριθμό των βλαστικών κυττάρων σε στοχαστικές προσομοιώσεις μας. Για να εξασφαλιστεί η σταθερότητα των στοχαστικών αριθμητικών υπολογισμών εισάγουμε έναν παράγοντα διόρθωσης με την πιθανότητα διαφοροποίησης που διορθώνει τις αποκλίσεις του πραγματικού αριθμού των βλαστικών κυττάρων Ν

s από τον αρχικό αριθμό των βλαστικών κυττάρων Ν

0.

(4)

ο συντελεστής διόρθωσης (1-Ν

s /N

0) εξασφαλίζει ότι όταν ο αριθμός των βλαστικών κυττάρων πηγαίνει πάνω N

0 η διαφοροποίηση πιθανότητα αυξάνει πάνω από 0,5 παράγουν περισσότερα διαφοροποιημένα κύτταρα από βλαστικά κύτταρα και αντίστροφα.

υποθέτουμε ότι σε ανώμαλη παχέος εντέρου κρύπτες ο αριθμός των βλαστικών κυττάρων δεν μπορεί να διατηρηθεί σταθερή. Και ως εκ τούτου, στο μοντέλο μας P

0 και P

2 μπορεί να είναι διαφορετική σε αντίθεση με τα υπάρχοντα μοντέλα, όπου P

0 και P

2 διατηρούνται ίσες. Ένα πολωτικό παράγοντα Β εισάγεται η οποία αντιπροσωπεύει μια προκατάληψη στη συμμετρική κατανομή προς την παραγωγή βλαστικών κυττάρων απογόνους. Η πιθανότητα διαφοροποίησης κατά τη διάρκεια μιας συμμετρική κατανομή αυτή υπολογίζεται με πολλαπλασιασμό του διορθωμένου πιθανότητα διαφοροποίησης από το πολωτικό παράγοντα, B. Όταν B & lt?. 1, η πιθανότητα των απογόνων αυξήσεις των βλαστικών κυττάρων και αντίστροφα

Ξεκινώντας με Ν

0 βλαστικά κύτταρα, ο χρόνος που απαιτείται για όλα τα βλαστικά κύτταρα να γίνουν απόγονοι ένα από τα αρχικά βλαστικά κύτταρα λαμβάνεται ως περίοδος εξειδικευμένες διαδοχής.

2.3 Μοντελοποίηση των επιπτώσεων της Ετερόζυγος APC μετάλλαξη

Ο στόχος μας είναι να εξελιχθεί και να δοκιμάσουν μέσω υπολογιστικών πειραμάτων, μια υπόθεση για τη διαφορά από μια ετερόζυγη μετάλλαξη της APC με τη συμπεριφορά μεμονωμένων κυττάρων. Η υπόθεση εξετάζεται με δει αν με αυτήν την υπόθεση για την ατομική συμπεριφορά των κυττάρων, οι παρατηρούμενες αλλαγές σε κρύπτες FAP δείξει μέχρι στις προσομοιώσεις.

Κάθε παράγων κύτταρο θεωρείται ότι έχουν δύο αντίγραφα του γονιδίου APC η οποία μπορεί να σε ένα μεταλλαγμένο ή un-μεταλλαγμένο κατάσταση. Η κατάσταση μετάλλαξη ενός γονιδίου αντιπροσωπεύεται ως ένα χαρακτηριστικό του παράγοντα κυττάρου που μπορεί να πάρει τιμές «0» ή «1» για un-μεταλλαγμένο ή μεταλλαγμένες κατάσταση, αντίστοιχα. Για FAP μοντελοποίηση όλα τα βλαστικά κύτταρα υποτίθεται ότι έχει ένα μεταλλαγμένο γονίδιο APC. Για τη μοντελοποίηση του καρκίνου σποραδική η προσομοίωση αρχίζει σε ένα σημείο, όταν ένα από τα βλαστικά κύτταρα έχει αποκτήσει μια μετάλλαξη σε ένα από τα αλληλόμορφα APC. Σωματικά μετάλλαξη του δεύτερου APC αλλήλιο υποτίθεται ότι λαμβάνει χώρα με μια πιθανότητα που ορίζεται από ένα παράμετρο εισόδου «πιθανότητα Μετάλλαξη» το οποίο καθορίζει την πιθανότητα ότι το γονίδιο παίρνει μεταλλαγμένο κατά τη διάρκεια της διαίρεσης του κυττάρου. Όταν η πιθανότητα μετάλλαξης είναι μεγαλύτερος από έναν τυχαίο αριθμό που δημιουργείται κατά τη διαίρεση του κυττάρου, το γονίδιο υποτίθεται να γίνει μεταλλαχθεί και η μετάλλαξη του κατάσταση έχει ρυθμιστεί στο «1». Ένα κύτταρο με ένα μεταλλαγμένο γονίδιο APC υποτίθεται να αποκτήσει μια αλλαγή στην συμμετρική πιθανότητα ή διαφοροποίηση διαίρεση πιθανότητα ή και τα δύο.

Αποτελέσματα και Συζήτηση

Τα υπολογιστικά πειράματα που περιγράφονται εδώ έχουν ως στόχο να εξελίσσονται και υποστήριξη μια υπόθεση σχετικά με την επίδραση της ετερόζυγη μετάλλαξη APC στην ατομική συμπεριφορά των κυττάρων, έτσι ώστε αυτή η συμπεριφορά θα οδηγούσε συλλογικά με το είδος των αλλαγών κρύπτη επίπεδο που έχουν υποδεικνύεται από διαφορετικές πειραματικές μελέτες.

3.1 επίδραση μεταβολών Συμμετρική Division Πιθανότητες για το Niche διαδοχή περίοδος σε FAP κρύπτες

η πρώτη σειρά πειραμάτων καθορίζει το πώς η περίοδος εξειδικευμένες διαδοχή επηρεάζεται από τις αλλαγές στην πιθανότητα συμμετρική κατανομή.

Ξεκινάμε με 10 βλαστικά κύτταρα των διαφόρων καταγωγές SC0 να SC9. Το διορθωμένο πιθανότητα διαφοροποίησης (Εξίσωση (4) του τμήματος 2.2) διατηρεί τον αριθμό των βλαστικών κυττάρων ως επί το πλείστον στην περιοχή 8-13 με μέση τιμή 10. Ο χρόνος που χρειάζεται για όλα τα βλαστικά κύτταρα να γίνουν απόγονοι ενός της αρχικής στέλεχος κύτταρα είναι η περίοδος εξειδικευμένη διαδοχή. Niche διαδοχικά αποτελέσματα σε όλες τις μη βλαστικών κυττάρων στην κρύπτη γίνει επίσης απόγονοι του κυρίαρχου γενεαλογίας βλαστικών κυττάρων που καταφέρνει να συλλάβει τη θέση.

Το Σχήμα 2 δείχνει ένα παράδειγμα του πώς οι βλαστικών κυττάρων καταγωγές εξαφανιστεί μία από μια και, τέλος, απόγονοι ενός βλαστικών κυττάρων αναλάβει το σύνολο κρύπτη. Μπορεί να σημειωθεί στο Σχήμα 2, το οποίο, μετά από περίπου 2200 επαναλήψεις μόνο η καταγωγή από την βλαστικών κυττάρων SC1 επιβιώνει υποδεικνύοντας ότι αυτή η γενεαλογία έχει αναλάβει τη θέση.

Βλαστικά αριθμό κυττάρων και Περίοδος θέσεων διαδοχής για διαφορετικές τιμές της συμμετρικής κατανομής πιθανότητα και ο παράγοντας πόλωση.

η

το σχήμα 3 δείχνει τη διακύμανση της μέσης περιόδου θέση διαδοχή με την πιθανότητα συμμετρική κατανομή Ps. Η περίοδος εξειδικευμένες διαδοχής φαίνεται να μειώνεται με την αύξηση της Ps, την αρχική απότομη αλλαγή ισοπέδωση ως συμμετρική αυξάνει την πιθανότητα διαίρεσης. Για καθαρά ασύμμετρη διαίρεση (Ps = 0) μπορεί να υπάρξει εξαφάνιση οποιασδήποτε βλαστικών κυττάρων γενεαλογία και ως εκ τούτου η περίοδος κόγχη διαδοχή τείνει στο άπειρο ως Ps τείνει στο μηδέν. Καθώς αυξάνει Ps βλαστικών κυττάρων καταγωγές αποκτήσει μια πεπερασμένη πιθανότητα για να εξαφανιστεί από συμμετρική διαφοροποίηση και ως εκ τούτου, η περίοδος των θέσεων διαδοχής μειώνεται. Ως Ps αυξάνει την πιθανότητα επιβίωσης ενός γράμμωσης με συμμετρικό παραγωγή απογόνων βλαστικών κυττάρων αυξάνει επίσης μαζί με την πιθανότητα για εξαφάνιση από συμμετρική διαφοροποίηση. Κατά συνέπεια, η κλίση της καμπύλης μειώνεται με την αύξηση του Ps. Παρόμοια τάση της συμπεριφοράς έχει ληφθεί από van Leeuwen et al. [17]

Πιθανότητα θέση διαδοχής υποθέτοντας διαφορετικά αποτελέσματα για τη μετάλλαξη APC +/-.

Η

3.2 Η εξέλιξη μια υπόθεση σχετικά με την επίδραση της APC μετάλλαξης

Υπάρχει μια φαινομενική αντίφαση μεταξύ των αποτελεσμάτων του σχήματος 3 και πειραματικές παρατηρήσεις:

το σχήμα 3 δείχνει ότι η περίοδος εξειδικευμένες διαδοχή μειώνεται όταν συμμετρικές αυξήσεις διαίρεση

ανάλυση μοτίβο μεθυλίωσης δείχνει ότι την περίοδο θέση διαδοχή αυξήσεις APC μεταλλάσσεται. (FAP) κρύπτες [3]. Αυτό συνεπάγεται ότι συμμετρική πιθανότητα διαίρεση είναι μειωμένη σε FAP κρύπτες σύμφωνα με το Σχήμα 3.

Ωστόσο, έχει αναφερθεί [6], [7], ότι τα αποτελέσματα μετάλλαξης APC σε απώλεια της ασύμμετρης διαίρεσης σε βλαστικά κύτταρα, δηλαδή συμμετρικό πιθανότητα διαίρεσης αυξήσεις στην APC μεταλλαγμένα βλαστικά κύτταρα.

η

Θα προσπαθήσει να επιλύσει αυτή την αντίφαση με υποθέτοντας ότι η APC μετάλλαξη αυξάνει όχι μόνο διαίρεση συμμετρική, αλλά πολώνει και τη διαίρεση υπέρ της παραγωγής βλαστικών κυττάρων απογόνους. Στην κανονική κρύπτη υποτίθεται ότι υπάρχουν ίσες πιθανότητες για διαφοροποιημένη απογόνους και βλαστικών κυττάρων απογόνων σε συμμετρική κατανομή. Εάν, εκτός από την αύξηση συμμετρική κατανομή, η μετάλλαξη APC πολώνει την συμμετρική κατανομή υπέρ των απογόνων βλαστικών κυττάρων, ο αριθμός των βλαστικών κυττάρων θα αυξηθεί και είναι πιθανό ότι ο μεγαλύτερος αριθμός των βλαστικών κυττάρων θα οδηγήσει σε αύξηση της περιόδου κόγχη διαδοχή.

3.2.α Επίδραση της πόλωσης συμμετρική κατανομή υπέρ των απογόνων βλαστικών κυττάρων.

Η διατήρηση του αριθμού των βλαστικών κυττάρων πρέπει να έχουν ένα μηχανισμό ελέγχου του περιβάλλοντος που δίνει παγκόσμια σήματα ως προς το κατά πόσον ο αριθμός των βλαστικών κυττάρων ανάγκες να αυξηθεί ή να μειωθεί. APC μετάλλαξη μπορεί να μην έχουν αντίκτυπο σε αυτό το περιβαλλοντικό έλεγχο, ενώ η απόκριση του κυττάρου στον έλεγχο του περιβάλλοντος μπορεί να επηρεαστεί από τη μετάλλαξη. Το διορθωμένο πιθανότητα διαφοροποίησης (Εξίσωση 4) που προσπαθεί να κρατήσει το σταθερό αριθμό των βλαστικών κυττάρων μπορεί να θεωρηθεί ως μια υπολογιστική αναπαράσταση του περιβαλλοντικού ελέγχου. Η επίδραση της μετάλλαξης APC στην πόλωση του καταμερισμού υπέρ των απογόνων βλαστικών κυττάρων στη συνέχεια αντιπροσωπεύεται από τη μείωση της πιθανότητας διορθωθεί διαφοροποίηση με πολλαπλασιασμό επί τον συντελεστή πόλωσης μικρότερη από 1. Η διορθωμένη πιθανότητα διαφοροποίησης που υπολογίζεται από την Εξίσωση 4 μπορεί να πάρει τιμές από 0 έως 1 ανάλογα με τον αριθμό των βλαστικών κυττάρων σε οποιοδήποτε σημείο του χρόνου. Οι τιμές των πιθανοτήτων διαφοροποίησης μικρότερη από το μηδέν που αντιστοιχεί στην Ν

S /N

0 & lt? 0.5 περιορίζονται στο μηδέν και τιμές μεγαλύτερες από εκείνη που αντιστοιχεί στην Ν

S /N

0 & gt? 1.5 περιορίζονται ένας. Χωρίς προκατάληψη (Β = 1), η πιθανότητα να παράγει δύο βλαστικών κυττάρων Ρ

2 και η πιθανότητα παραγωγής κανένα βλαστοκυττάρων P

0 είναι στο ίδιο εύρος. Οι περιοχές τιμών δυνατό για Ρ

0 και P

2 για διαφορετικούς παράγοντες προκατάληψη παρουσιάζονται στον Πίνακα 2. Όταν ο συντελεστής ωθήσεως είναι μικρότερη από 1 καθίσταται δυνατό για Ρ

2 να έχουν τιμές μεγαλύτερες από P

0. Για παράδειγμα, για Ps = 0.2 και Β = 0,6, η προκατειλημμένη πιθανότητα διαφοροποίηση μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 0 και 0,6 και Ρ

0 μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 0 και 0.12 και Ρ

2 μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 0,08 και 0,2. P

0 και P

2 έχουν επικαλυπτόμενες φάσμα (0,08 – 0,12), έξω από την οποία P

2 παίρνει τιμές υψηλότερες από P

0. Όταν το πολωτικό στοιχείο είναι μικρότερη από 0,5 Ρ

2 παραμένει συνεχώς μεγαλύτερο από P

0.

Η

Σχήματα 4 α-γ δείχνει τη μεταβολή του αριθμού των βλαστικών κυττάρων με τον χρόνο (αριθμός επανάληψη) για διαφορετικές τιμές του συντελεστή ωθήσεως. Όταν ο συντελεστής ωθήσεως ισούται με 1 και Ρ

0 και P

2 στο ίδιο εύρος, ο αριθμός των βλαστικών κυττάρων διατηρείται μέσα σε ένα εύρος 8-13 με μέση τιμή 10 (Σχήμα 4 α). Για τιμές της πόλωσης παράγοντα μεταξύ 1 και 0,5, στις σειρές των P

2 και P

0 είναι τέτοιες ώστε P

2 μπορεί να αναλάβει τιμές μεγαλύτερες από P

0 και επομένως ο μέσος αριθμός των βλαστικών κυττάρων αυξάνεται, αλλά ο συντελεστής διόρθωσης εξακολουθεί να ελέγχει τον αριθμό των βλαστικών κυττάρων από την υπέρμετρη αύξηση (Σχήμα 4β). Όταν η πόλωση παράγοντας γίνεται λιγότερο από 0,5 ο αριθμός των βλαστικών κυττάρων αυξάνει ανεξέλεγκτα (Σχήμα 4 γ) επειδή P

2 είναι πάντα μεγαλύτερο από P

0.

Ο χρόνος που απαιτείται για την εμφάνιση ενός δεύτερου μετάλλαξη υποθέτοντας διαφορετικά αποτελέσματα για τη μετάλλαξη APC +/-.

η

ο Πίνακας 2 δείχνει την περίοδο διαδοχής αριθμό βλαστικών κυττάρων και εξειδικευμένες για διαφορετικές τιμές των συμμετρικών πιθανότητα διαίρεσης και τον παράγοντα πόλωσης. Αλλαγή συμμετρικών πιθανότητα διαίρεσης φαίνεται να μην έχει καμία επίδραση στον αριθμό των βλαστικών κυττάρων εφ ‘όσον δεν υπάρχει προκατάληψη στην πιθανότητα διαφοροποίησης. Η περίοδος εξειδικευμένες διαδοχή επηρεάζεται τόσο από συμμετρική πιθανότητα διαίρεση και διαφοροποίηση πιθανότητα. Για την ίδια πιθανότητα διαφοροποίησης η περίοδος εξειδικευμένες διαδοχής μειώνεται καθώς τα συμμετρικά αυξάνει την πιθανότητα διαίρεσης. Για την ίδια πιθανότητα συμμετρική κατανομή της προθεσμίας εξειδικευμένες διαδοχής αυξάνεται καθώς τα πόλωσης μειώσεις παράγοντας. Αν η πιθανότητα διαφοροποίησης μειώνεται μαζί με την αύξηση της πιθανότητας συμμετρική κατανομή η περίοδος διαδοχής θέση μπορεί να αυξήσει σε ορισμένες περιπτώσεις. Για παράδειγμα, όταν συμμετρική πιθανότητα διαίρεσης αυξάνεται από 0,02 έως 0,05 και ταυτόχρονα ο πόλωσης παράγοντας για πιθανότητα διαφοροποίησης μειώνεται από 1 έως 0,5 οι εξειδικευμένες διαδοχή περίοδος αυξάνεται από 697 ημέρες έως 812 ημέρες. Ωστόσο συνολικά η επίδραση του παράγοντα πόλωσης δεν είναι πολύ δραματική όσο είναι πάνω από 0,5. Όταν η πόλωση παράγοντας πηγαίνει κάτω από 0,5 οι προσομοιώσεις δείχνουν ανεξέλεγκτη αύξηση του αριθμού των βλαστικών κυττάρων. Αυτό θα αντιστοιχούσε σε μια κατάσταση όπου τα μεταλλαγμένα βλαστικά κύτταρα αγνοούν εντελώς την περιβαλλοντική σήμα για την παραγωγή διαφοροποιημένων απογόνων. Ο μεγάλος αριθμός των βλαστικών κυττάρων διασφαλίζει ότι δύο ή τρεις γενεές συνεχίζουν να επιμένουν και τόσο πλήρης θέση να αναλάβει από μια ενιαία γενεαλογία έχει καθυστερήσει επ ‘αόριστον. Στην πραγματικότητα, βρήκαμε ότι η υπερχείλιση μνήμης του υπολογιστή εμφανίζεται πριν θα μπορούσε να παρατηρηθεί θέση διαδοχής. Στην πραγματική κρύπτες θα ήταν αδύνατο για την εξειδικευμένη να περιέχει τόσο μεγάλο αριθμό των βλαστικών κυττάρων και πιθανώς η πίεση του υπερπληθυσμού θα οδηγούσε σε κρύπτη σχάση η οποία δεν αντιμετωπίζεται σε αυτό το μοντέλο.

Έτσι, η υπόθεση ότι ετερόζυγη APC μετάλλαξη όχι μόνο αυξάνει την πιθανότητα διαίρεσης συμμετρική αλλά πολώνει και συμμετρική κατανομή προς την παραγωγή βλαστικών κυττάρων απογόνους, είναι σύμφωνη με τις ακόλουθες παρατηρήσεις από προηγούμενες μελέτες:

Ετερόζυγος APC μετάλλαξη αυξάνει διαίρεση συμμετρική σε βλαστικά κύτταρα [6], [7]

κρύπτες Προκαρκινικές FAP δείχνουν αυξημένη περίοδο θέση διαδοχής [3]

βλαστικά αριθμός των κυττάρων αυξάνεται σε κρύπτες FAP [3], [10] – [12]

η

Από την άλλη πλευρά, αν APC μετάλλαξη αυξάνει μόνο διαίρεση συμμετρική, η περίοδος διαδοχή θέση θα μειωθεί και θα υπάρξει αύξηση του αριθμού των βλαστικών κυττάρων. Ως εκ τούτου, η προκατάληψη υπέρ των απογόνων βλαστικών κυττάρων είναι απαραίτητη για να εξηγήσει τις παρατηρούμενες αλλαγές σε κρύπτες FAP.

Ο μοριακός μηχανισμός για το πώς ετερόζυγη μετάλλαξη αυξάνει την APC και τις προκαταλήψεις συμμετρική διαίρεση είναι αβέβαιη. Αγκύρωση των βλαστικών κυττάρων στην κόγχη φαίνεται να παίζει ένα σημαντικό ρόλο στην απόφαση να διαιρέσει συμμετρικά ή ασύμμετρα [7], [8], [18], καθώς και η απόφαση για την διαφοροποίηση ή όχι [19], [20]. Είτε η αγκύρωση έχει σχέση με τον έλεγχο της APC μονοπάτι Wnt ή εάν είναι μέσω κάποιου άλλου μηχανισμού, πρέπει να διερευνηθεί. Έχει προταθεί ότι απλοανεπάρκεια στον έλεγχο της APC του μονοπάτι Wnt [3] έχει ως αποτέλεσμα τη συσσώρευση του β-κατενίνης η οποία με τη σειρά της επηρεάζει ενώσεις προσφύσεως μεταξύ των βλαστικών κυττάρων και την κόγχη και επηρεάζει την απόφασή του κυττάρου να διαφοροποιηθεί ή όχι [19], [ ,,,0],20]. Μια άλλη δυνατότητα είναι η επίδραση της Ν-τερματικών θραυσμάτων της μεταλλαγμένης APC σε μικροσωληνίσκους και συνδέονται ατράκτου πρωτεϊνών σε μίτωση [4].

Στις ακόλουθες ενότητες θα δείξουμε ότι αν ετερόζυγη μετάλλαξη APC έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση, καθώς και