Αφηρημένο

Ένα Boolean δυναμικό σύστημα ενσωματώνει τις κύριες οδούς σηματοδότησης που εμπλέκονται στον καρκίνο έχει κατασκευάστηκε με βάση το παρόν γνωστό δίκτυο αλληλεπίδρασης πρωτεΐνης-πρωτεΐνης. Αυτό το σύστημα εμφανίζει σε στάση μοτίβα ενεργοποίησης πρωτεΐνης – ελκυστές – εξαρτάται από το μικροπεριβάλλον του κυττάρου. Αυτά τα δυναμικά ελκυστές προσδιορίστηκαν μέσω προσομοιώσεων και σταθερότητα τους κατά μεταλλάξεις ελέγχθηκαν. Σε υψηλότερο ιεραρχικό επίπεδο, ήταν δυνατό να ομαδοποιηθούν οι ελκυστές του δικτύου σε διακριτές φαινοτύπους των κυττάρων και να καθορίσει τις μεταλλάξεις οδηγού που προωθούν φαινοτυπική μεταβάσεις. Θεωρούμε ότι οι κόμβοι του οδηγού δεν είναι απαραίτητα κεντρική στην τοπολογία του δικτύου, αλλά τουλάχιστον είναι άμεσες ρυθμιστές των κεντρικών συστατικών προς την οποία συγκλίνουν ή μέσω του οποίου αλληλοπαρεμβολές διακριτές καρκίνο σηματοδότηση μονοπατιών. Οι προβλεπόμενες οδηγοί είναι σε συμφωνία με αυτά που επισημάνθηκε από ποικίλες απογραφή των γονιδίων του καρκίνου που εκτελέσθηκε πρόσφατα για αρκετούς ανθρώπινους καρκίνους. Επιπλέον, τα αποτελέσματα μας δείχνουν ότι κυττάρου φαινοτύπων μπορεί να εξελιχθεί προς την πλήρη κακοήθεια μέσω διακριτές ακολουθίες των συσσωρευμένων μεταλλάξεων. Ειδικότερα, το μοντέλο δίκτυο υποστηρίζει διαδρομές της καρκινογένεσης γνωστό για ορισμένους τύπους όγκων. Τέλος, το Boolean μοντέλο δίκτυο χρησιμοποιείται για να αξιολογηθεί το αποτέλεσμα των μοριακώς στοχευμένες θεραπείες του καρκίνου. Το σημαντικότερο εύρημα είναι ότι μονοθεραπείες ήταν σώρευσης των επιπτώσεών τους, και ότι η σύνδεση των στοχευμένων φαρμάκων είναι απαραίτητη για την εξάλειψη του καρκίνου

Παράθεση:. Fumiã HF, Martins ML (2013) Boolean Δίκτυο Μοντέλο για τον Καρκίνο Pathways: Πρόβλεψη Καρκινογένεση και στοχευμένη θεραπεία Αποτελέσματα. PLoS ONE 8 (7): e69008. doi: 10.1371 /journal.pone.0069008

Συντάκτης: James P. Brody, Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Irvine, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 9 Απρίλη του 2013? Αποδεκτές: 9, Ιουνίου του 2013? Δημοσιεύθηκε: 26 Ιουλ 2013

Copyright: © 2013 Fumiã, Martins. 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:. Οι συγγραφείς ευχαριστήσω τους Βραζιλίας υπηρεσίες υποστήριξης Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Τεχνολογικό, Coordenadoria de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nivel Superior, Faculdade de Medicina da Universidade Federal de Minas Gerais και Facepe. 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

ο καρκίνος είναι μια γενετική ασθένεια που προέρχεται, με λίγες εξαιρέσεις, από μεταλλάξεις σε μεμονωμένα σωματικά κύτταρα που αγνοούν τον κανονικό έλεγχο του πολλαπλασιασμού, εισβάλλουν παρακείμενων φυσιολογικών ιστών, και να οδηγήσει σε δευτερογενείς όγκους (μετάσταση) σε τοποθεσίες διαφορετικές από τους πρωτοβάθμια προέλευσης [1]. Στον ανθρώπινο πληθυσμό, ο καρκίνος αναφέρεται σε περισσότερες από τις μορφές ασθένειας που μπορεί να αναπτυχθεί σχεδόν σε κάθε ιστό του σώματος [2]. Σήμερα, ο καρκίνος αντικατέστησε τις καρδιακές παθήσεις, όπως η κύρια αιτία θανάτου μεταξύ των πολιτών των Ηνωμένων Πολιτειών νεότερος από χρόνια [3] και θα γίνει κατά πάσα πιθανότητα την ηγετική μία σε ορισμένα άλλα μέρη του κόσμου μέσα σε λίγα χρόνια [4]. Altough κάθε τύπο καρκίνου έχει μοναδικά χαρακτηριστικά, όλα αυτά τα ποικίλα όγκοι εξελίσσονται σύμφωνα με ένα γενικό σύστημα της εξέλιξης [5], η οποία περιλαμβάνει τη γενετική και επιγενετική εκδηλώσεις, καθώς και ένα περίπλοκο δίκτυο αλληλεπιδράσεων μεταξύ των καρκινικών κυττάρων και μικροπεριβάλλοντος υποδοχής τους (στρωματικά κύτταρα και εξωκυττάριας μήτρας ).

Η ανάπτυξη του όγκου είναι άρρηκτα Multiscale στη φύση. Περιλαμβάνει φαινομένων που συμβαίνουν πάνω από μια ποικιλία χωρικών κλίμακες που κυμαίνονται από ιστό (για παράδειγμα, εισβολή και αγγειογένεση) με κλίμακες μοριακών μήκος (για παράδειγμα, μεταλλάξεις και γονιδιακή σίγηση), ενώ οι χρονικές κλίμακες ποικίλλουν από δευτερόλεπτα για σηματοδότηση προς χρόνος για χρόνους όγκου διπλασιασμού. Επιπλέον, όλες αυτές οι διαδικασίες είναι έντονα σε συνδυασμό. Πράγματι, ένας ενεργοποίησης ογκογονιδίου μπορεί να παράσχει ένα πολλαπλασιαστικό πλεονέκτημα σε ένα δεδομένο κύτταρο, προωθώντας κλωνική επέκταση και την εξάντληση των θρεπτικών συστατικών και του οξυγόνου εφοδιασμού, οι οποίες, με τη σειρά του, επηρεάζει την ανάπτυξη των κυτταρικών κλώνων. Για να επιβιώσουν σε ένα περιβάλλον υποξικό (χαμηλό επίπεδο οξυγόνου), τα μετασχηματισμένα κύτταρα μπορούν να αποκτήσουν νέες χαρακτηριστικά όπως η αντίσταση στην απόπτωση από ένα γονίδιο αδρανοποίησης ογκοκατασταλτικό ή ενεργοποιημένο σύνθεση αυξητικών παραγόντων που διεγείρουν την αγγειογένεση. Έτσι ροές πληροφοριών όχι μόνο από το λεπτότερο σε χονδροειδή κλίμακες, αλλά μεταξύ κάθε ζεύγους των κλιμάκων [6].

Παρά τις εκτενείς πληροφορίες σχετικά με τη γενετική και μοριακή βάση του καρκίνου είναι διαθέσιμα σήμερα, η ενσωμάτωση των εν λόγω πληροφοριών σε η φυσιολογικό περιβάλλον της λειτουργίας των κυττάρων και των ιστών παραμένει μια μεγάλη πρόκληση. Λόγω της πολυπλοκότητας και της απόλυσης της επιβίωσης του όγκου και πορείες ανάπτυξης, αύξηση της αντίστασης και της εξέλιξης του όγκου εξακολουθεί να είναι ο κανόνας για ασθενείς με προχωρημένους καρκίνους. Καλύτερη διαγνωστικές και αποτελεσματική αντικαρκινικών θεραπειών απαιτούν μια ριζικά συστημική κατανόηση της νόσου, ξεκινώντας από το μοριακό επίπεδο. Εκεί, η πολυπλοκότητα προκύπτει από το μεγάλο αριθμό των πρωτεϊνών που αλληλεπιδρούν και του cross-talk μεταξύ οδών διαφορετικές κυτταρική σηματοδότηση. Αυτό το τεράστιο δίκτυο της πολυπλοκότητας, που χαρακτηρίζεται από πολλαπλές βρόχους ανάδρασης, δεν θα γίνει κατανοητό από απλώς περιγράφει όλα τα μονοπάτια που το απαρτίζουν. Μια ολοκληρωμένη προσέγγιση θεωρώντας απλοποιημένα μοντέλα κυττάρων σε επίπεδο πρωτεΐνης αλληλεπιδράσεις εξαρτώνται από την εξωτερική περιβαλλοντικά σήματα και τις συσσωρευμένες γενετικές αλλαγές που απαιτούνται. Επιπλέον, μοντελοποίηση δίκτυα αλληλεπίδρασης πρωτεΐνης στον καρκίνο είναι απαραίτητη για την κατασκευή του «μικροσκοπική» επίπεδο (μοριακό) σε Multiscale μοντέλα ανάπτυξης όγκου [6].

Όσον αφορά τη μοντελοποίηση των γενετικών αλληλεπιδράσεων, Boolean δίκτυα είναι μια πολλά υποσχόμενη πλαισίου [7]. Αντί να παρέχει ποσοτικά ακριβή δυναμική τροχιές που λαμβάνονται από τα πολύπλοκα δίκτυα, αυτή η κατηγορία των διακριτών συστημάτων, με δυαδικές καταστάσεις, ποιοτικά προβλέψει τις ακολουθίες των κρατών προσπελαστεί από αυτά τα δίκτυα μαζί χρονική εξέλιξή τους. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τη σηματοδότηση και ρυθμιστικά κυκλώματα όπου η ενεργοποίηση και η αναστολή είναι οι βασικές αποκρίσεις. Επιπλέον, Boolean μοντέλα χρησιμοποιούν πολύ λιγότερο παραμέτρους, όπως η βιοχημική ρυθμούς αντίδρασης ή δεσμευτικές συγγένειες, συχνά είναι δύσκολο να μετρηθεί, από ό, τι τα παραδοσιακά διαφορικές εξισώσεις προσέγγιση. Επιτυχημένες εφαρμογές της Boolean δίκτυα στον τομέα της βιολογίας περιλαμβάνουν την αναπαραγωγή της μαγιάς

S. κυτταρικού κύκλου pombe

‘s [8], η κυτταρικού κύκλου των θηλαστικών [9], η πορεία της διαφοροποίησης των κυττάρων στις αρχές εμβρυογένεση [10], οι μηχανισμοί σηματοδότησης που διέπουν την ενεργοποίηση των Τ κυττάρων [11], και η συμπεριφορά της αποπτωτικής μονοπάτι [12], [13].

σε αυτή τη μελέτη, κατασκευάζουμε ένα Boolean μοντέλο δικτύου ενσωματώνοντας τις κύριες οδούς σηματοδότησης που εμπλέκονται στον καρκίνο. Αυτά τα μονοπάτια και το δίκτυο διασύνδεσης τους συζητούνται στην επόμενη υποενότητα. Ιδρύθηκε την τοπολογία του δικτύου, η δυναμική της καθορίζεται και επικυρώνονται στις επόμενες υποενότητες. Στη συνέχεια, οι δυναμικές ελκυστές, η σταθερότητά τους σε μεταλλάξεις, και την ανταπόκριση του δικτύου σε στοχευμένες «επιθέσεις» αναφέρονται στην επόμενη ενότητα. Αυτά τα αποτελέσματα ερμηνεύονται από την άποψη των μεταλλάξεων γεγονότων που οδηγούν στην καρκινογένεση και την απόκριση των καρκινικών κυττάρων σε μοριακά παράγοντες στόχους. Τέλος, καταλήγουμε σε μια συζήτηση όπου αυτά βιολογική ερμηνεία τονίζεται και αντιμέτωπος με τα πειραματικά δεδομένα σχετικά με το γονιδίωμα του καρκίνου και ογκογένεση.

Το Κεντρικό Καρκίνου Pathways

Σε μια δημιουργική χαρτί [14], Hanahan και Weinberg πρότεινε ένα λογικό πλαίσιο για να κατανοήσουν την ποικιλομορφία και την πολυπλοκότητα του καρκίνου. Το κλειδί αντίληψη είναι ότι κατά μήκος του πολυσταδιακή διαδικασία της παθογένεσης των όγκων, normall κύτταρα πρέπει να αποκτήσουν έξι βιολογικά χαρακτηριστικά, ώστε να γίνει τελικά κακοήθεις. Αυτές είναι οι δυνατότητες του «διατήρηση πολλαπλασιαστικών σηματοδότηση, αποφεύγοντας καταστολείς ανάπτυξης, αντιστέκονται κυτταρικό θάνατο, επιτρέποντας αντιγραφική αθανασία, προκαλώντας αγγειογένεση και ενεργοποιώντας εισβολή και μετάσταση» [15]. Η απόκτηση τέτοιων χαρακτηριστικών εξασφαλίζεται από γονιδίωμα αστάθεια. Όλα τα γονίδια δυνητικά υποβληθεί σε μεταλλάξεις. Ως εκ τούτου, υπάρχουν διάφοροι εναλλακτικοί τρόποι για να επιτευχθεί το ίδιο κυτταρικό μετασχηματισμό φαινοτυπική. Αλλά υπάρχουν πολλοί λιγότεροι μονοπάτια σηματοδότησης έλεγχο της απόκρισης των κυττάρων από τα γονίδια. Αντί μεμονωμένα γονίδια, κρίνεται καταλληλότερο εστιάζοντας σε οδούς που έχουν ένα ρόλο σε πολλούς όγκους [16]. Αυτά περιλαμβάνονται εκείνες που αφορούν υποδοχέα κινάσης τυροσίνης (RTK), phosphatidylinosital 3-κινάσης (ΡΙ3Κ) /ΑΚΤ, WNT /β-κατενίνης, του παράγοντα ανάπτυξης (TGF -) /Smads, πρωτεΐνη ρετινοβλαστώματος (Rb), προκαλείται από υποξαιμία παράγοντα μεταγραφής (HIF -1), p53 και αταξία-τηλαγγειεκτασία μεταλλαγμένα (ATM) /αταξία-τηλαγγειεκτασία και Rad3 που σχετίζονται με (ATR) πρωτεϊνικών κινασών. Αυτές οι σημαντικές οδοί που ρυθμίζουν τον κυτταρικό θάνατο και το μερίδιο πολλαπλασιασμό κάποια γονίδια και παρουσιάζουν ένα σημαντικό cross-talk μεταξύ τους. Μερικά μονοπάτια ήταν λεπτομερείς μελετηθεί σε απομόνωση [12], [17], [18], αλλά για να τα εντάξουν μια αρχή φυσική οργάνωση είναι αντιπροσωπεύουν αυτά τα μονοπάτια ως δίκτυο. Δεδομένης της πολυπλοκότητας και κενών παρόν στη δομή της, ένα επιχειρησιακό εναλλακτική λύση είναι εργασία με ένα απλοποιημένο δίκτυο μοντέλο.

Η κατασκευασμένη, απλοποιημένη δίκτυο σηματοδότησης απεικονίζεται στο Σχήμα 1. Περιέχει κόμβων και των ακμών. Οι κόμβοι αυτοί αντιπροσωπεύουν ένα σημαντικό υποσύνολο των πρωτεϊνών που εμπλέκονται στον καρκίνο και στις άκρες του δικτύου παράγουν πολλές παράλληλες πορείες και εναλλακτικές διαδρομές μέσω των οποίων τα μετασχηματισμένα κύτταρα μπορούν να διατηρήσουν παρεκκλίνουσα πρότυπα γονιδιακής έκφρασης, να επιβιώσουν και να αναπτυχθούν περαιτέρω κακοήθεια. Το δίκτυο έχει κόμβους εισόδου για την εφαρμογή διακριτά περιβαλλοντικά ερεθίσματα και τάσεις στο κύτταρο, όπως η υποξία, καρκινογόνες ουσίες, εξάντληση θρεπτικών συστατικών, πολλαπλασιασμού και της ανάπτυξης signalings κατασταλτικό.

Σύνδεσμοι αντιστοιχούν σε αλληλεπιδράσεις μεταξύ πρωτεϊνών και σε κάθε κόμβο συνδέεται ένα κατώτατο όριο λειτουργία, eq. 1. Ενεργοποίηση αλληλεπιδράσεις αντιπροσωπεύεται από βέλη και αναστέλλοντας τις αλληλεπιδράσεις με γραμμές με μπαρ. Οι κόμβοι εισόδου εμφανίζονται με κόκκινο χρώμα.

Η

Η τοπολογική δομή του δικτύου αυτού του καρκίνου χαρακτηρίζεται από την άποψη της συντομότερης μήκος της διαδρομής, ο συντελεστής ομαδοποίησης και συνδεσιμότητα ή πτυχίο κατανομές [19]. Οι ποσότητες αυτές σε σύγκριση με τις μέσες τους ομολόγους τους για τυχαία δίκτυα με τον ίδιο αριθμό των κόμβων (βλέπε Πίνακα 1). Μπορεί να παρατηρήσει ότι το δίκτυο του καρκίνου έχει ένα πολύ υψηλότερο συντελεστή ομαδοποίησης από τυχαία δίκτυα. Κύρια χαρακτηριστικά των πολύπλοκων δικτύων είναι κατανομές συνδεσιμότητα τους. κατευθύνονται δίκτυα χαρακτηρίζονται από κατανομές σε βαθμό και έξω-βαθμού. είναι η πιθανότητα ότι ένας κόμβος στο δίκτυο έχει εισόδους ή «ρυθμίζεται» από άλλες κορυφές. Με τη σειρά της, είναι η πιθανότητα ότι ένας κόμβος «ρυθμίζει» άλλες κορυφές. Στο σχήμα 2 αυτοί οι κατανομές για το δίκτυο του καρκίνου φαίνεται.

(α) Στην μοιρών και (β) εκτός μοιρών κατανομές. Τα ένθετα προτείνουν εκθετική και τη δύναμη διανομές του νόμου για τον αριθμό των κόμβων ρύθμισης και ρυθμίζεται από ένα συγκεκριμένο κόμβο, αντίστοιχα.

Η

Μια Boolean Dynamics για τον Καρκίνο Pathways

Κάθε πρωτεΐνη

i

, ένας κόμβος του δικτύου, αντιπροσωπεύεται από μια δυαδική κατάσταση,. Όταν η πρωτεΐνη είναι λειτουργικά ενεργό. Αντιθέτως, όταν η πρωτεΐνη είναι αδρανής. Η κατάσταση του δικτύου σε μια δεδομένη στιγμή καθορίζεται από το πρότυπο δραστικότητα πρωτεΐνης της. Κάθε πρωτεΐνη αλληλεπιδρά με άλλες πρωτεΐνες εισόδου. Αυτές οι είσοδοι είναι όλοι οι κόμβοι του δικτύου από το οποίο μια κατευθυνόμενη σύνδεση αποστέλλεται προς την πρωτεΐνη, συμπεριλαμβανομένων τελικά η ίδια. Έτσι, είναι η σε βαθμό του κόμβου. Με τη σειρά του, κάθε σύνδεσμος μπορεί να είναι είτε ένα ενεργοποίησης ή αλληλεπίδραση αδρανοποίησης. Η ενεργοποίηση ή η αναστολή μπορεί να είναι το αποτέλεσμα των διακριτών βιοχημικών μηχανισμών, όπως η μεταγραφική ρύθμιση, φωσφορυλίωση, ενζυματική ή περιμένοντας αλληλεπιδράσεις.

Η δυναμική των εσόδων του δικτύου σε διακριτά χρονικά βήματα με την ταυτόχρονη (παράλληλη) την ενημέρωση των μελών της κόμβους του, σύμφωνα με τον κανόνα. (1)

Εδώ, είναι η δύναμη της αλληλεπίδρασης από την είσοδο σε πρωτεΐνη. Μια αλληλεπίδραση ενεργοποίησης είναι θετικό και ένα ανασταλτικό ένα είναι αρνητικό. Η λειτουργία κατώφλι είναι η λειτουργία μοναδιαίο βήμα (αν, αλλά αν). Τέλος, είναι το όριο ενεργοποίησης της πρωτεΐνης. Έτσι, κάθε πρωτεΐνη που αξιολογεί την παρούσα ερέθισμα από όλες τις εισόδους της. Αν η συνολική ερέθισμα που δέχεται κατά τη στιγμή ξεπερνά το όριο ενεργοποίησης της, η πρωτεΐνη ενεργοποιεί, ή παραμένει ενεργή αν ήταν ήδη ενεργό? Αλλιώς, αποδεικνύεται ανενεργό ή παραμένει ανενεργός. Κείμενο S1 απαριθμεί όλους τους κανόνες επικαιροποίηση του μοντέλου (βλ S1 κείμενο). Όπως τονίζεται στην αναφορά [8], μια δραματική απλούστευση εισαχθεί σε αυτόν τον κανόνα εξέλιξη συνίσταται στην παραμέληση οποιαδήποτε διαφορά στις χρονικές κλίμακες των βιοχημικών αλληλεπιδράσεων που εμπλέκονται.

Αποτελέσματα

Η βασική φαινότυποι

Δεδομένου ότι η κατάσταση διάστημα ενός Boolean δίκτυο με κόμβους περιέχει διαφορετικές διαμορφώσεις, ντετερμινιστική δυναμική της, θεωρείται ως μια ροή σε αυτή την κατάσταση το διάστημα, τελικά θα οδηγήσει το σύστημα προς ελκυστές. Τέτοια ελκυστές είναι ιδιαίτερα υποσύνολα των κρατών, είτε ένα σταθερό σημείο, i. e, μια ενιαία διαμόρφωση του δικτύου, ή ένα όριο κύκλου της περιόδου, που αποτελείται από μέλη που επισκέφθηκε διαδοχικά από τη δυναμική του δικτύου. Αυτές οι ελκυστές αντιστοιχούν σε συγκεκριμένα μοτίβα ενεργοποίησης της πρωτεΐνης και μπορεί να ερμηνευθεί ως ξεχωριστές φαινότυποι των κυττάρων.

Τριάντα δύο εκατομμύρια αρχικές καταστάσεις, που σχετίζονται με όλες τις περιβαλλοντικές συνθήκες, εισρεύσει ελκυστές (σταθερά σημεία και τους κύκλους όριο). Όλες οι ελκυστές που αναφέρονται στο S1 κειμένου. Ο χώρος κατάσταση είναι ιεραρχικά οργανωμένη. Σε υψηλότερο επίπεδο, χωρίζεται σε υποσύνολα των κρατών από ξεχωριστές συνθήκες του περιβάλλοντος. Σε χαμηλότερο επίπεδο, κάθε μία από αυτές τις υποκατηγορίες υποδιαιρείται σε λεκάνες έλξης που σχετίζονται με διακριτές ελκυστές. Καμία από αυτές τις ελκυστές μπορεί να επιτευχθεί ξεκινώντας από αρχικά ξεχωριστές περιβαλλοντικές συνθήκες. Έτσι, το ρεπερτόριο των κυττάρων συμπεριφορές (ελκυστές) προσδιορίζεται μονοσήμαντα από το κύτταρο μικροπεριβάλλον.

Αν και διακριτές, αυτές οι ελκυστές μπορούν να ταξινομηθούν σε ομάδες που χαρακτηρίζονται από συγκεκριμένες φαινοτύπων, μερικοί από αυτούς αποτελείται από πολύ παρόμοια στοιχεία, i. e, έχοντας μικρές αποστάσεις Hamming μεταξύ τους (S1 κειμένου). Οι φαινότυποι ορίστηκαν λαμβάνοντας υπόψη τις καταστάσεις του ένα μικρό υποσύνολο των κόμβων, αντί όλων των πρωτεϊνών στο δίκτυο. Λαμβάνοντας υπόψη τα αποτελέσματα των μεταλλάξεων, αναφέρθηκε στην επόμενη υποενότητα, που περιλαμβάνει τις ακόλουθες βασικές φαινοτύπους κυττάρων: αποπτωτικά, η οποία χαρακτηρίζεται από την ενεργό κασπάσες? γλυκολυτικό, με H1f1 ενεργοποιείται κάτω από φυσιολογική οξυγόνωση? αθανατοποιούνται, στην οποία hTERT είναι ενεργό? μεταναστευτικών, που σχετίζεται με την αδρανοποίηση της Ε-καδερίνης? μεταλλάκτη, που αντιστοιχεί σε ανενεργούς πρωτεΐνες Atm /ΑΤΚ παρουσία της βλάβης του DNA? πολλαπλασιαστικές, στην οποία οι κυκλίνες ενεργοποιούνται κατά μήκος του κυτταρικού κύκλου με τη σωστή σειρά? και ηρεμίας, με κυκλίνες ανενεργά ή ενεργοποιείται σε λάθος σειρά. Από την άποψη αυτών των φαινοτύπων, η απόκριση δίκτυο της ποικιλομορφίας των μικροπεριβάλλοντα είναι ιδιαίτερα περιορισμένη, όπως απεικονίζεται στο σχήμα 3. Μεταξύ των ελκυστών αντιστοιχούν σε αποπτωτικό, να πολλαπλασιαστικών και να ηρεμίας φαινοτύπους, τα οποία προσελκύουν, και δοκιμασμένων αρχικές καταστάσεις, αντίστοιχα .

Τρεις φαινοτύπους (αποπτωτικά, πολλαπλασιαστικών και ηρεμίας) δημιουργούνται σε απόκριση σε όλες τις διακριτές περιβαλλοντικές συνθήκες. Εδώ, ένα μικροπεριβάλλον καθορίζεται από τη δυαδική ακολουθία τιμών που συνδέονται με τους κόμβους εισόδου (καρκινογόνες, αυξητικούς παράγοντες, παροχή θρεπτικών συστατικών, καταστολείς ανάπτυξης, υποξία). Για παράδειγμα, το μικροπεριβάλλον (11000) που αντιστοιχεί σε ένα καρκινογόνο και μιτογόνο φόντο οδηγεί το κύτταρο είτε σε αποπτωτικό (σε 99,8% των αρχικών μελών) ή μία ήρεμη φαινότυπο (σπάνια,). Στο δίκτυό μας, καρκινογόνες ουσίες προκαλούν βλάβες στο DNA και TNF-α είναι το σήμα ανάπτυξη κατασταλτικό.

Η

Ειδικότερα, για ορισμένες περιβαλλοντικές συνθήκες, οι συμπεριφορές αναδυόμενη από το σύνολο του δικτύου συγκρίθηκαν με εκείνες ενός φυσιολογικού κυττάρου. Σύμφωνα με φυσιολογική οξυγόνωση και επαρκή παροχή θρεπτικών συστατικών, το δίκτυο φτάνει από όλες τις συμβατές αρχικές καταστάσεις ένα σταθερό σημείο ερμηνεύεται ως ηρεμίας φαινότυπο. Εάν, εκτός από την φυσιολογική οξυγόνωση και θρεπτικά αφθονία, σηματοδότηση παράγοντα ανάπτυξης είναι παραλαβή, το δίκτυο εξελίσσεται πάντα σε ένα κύκλο ορίου που σχετίζεται με μία πολλαπλασιαστική φαινότυπο. Έτσι, όπως ήταν αναμενόμενο, τα φυσιολογικά κύτταρα εξαρτώνται πλήρως όσον αφορά στον πολλαπλασιασμό τους, κατά την μιτογόνα σήματα [20]. Επιπλέον, σύμφωνα με υποξία, η επαρκής παροχή θρεπτικών συστατικών και απουσία αυξητικών παραγόντων, το δίκτυο έλκεται από όλες τις συμβατές αρχικές καταστάσεις σε ένα σταθερό σημείο που αντιστοιχεί σε αποπτωτικό φαινότυπο. Σταθερά, προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος είναι η τυπική απάντηση των σωματικών κυττάρων σε πολλές μορφές του στρες όπως η υποξία και θρεπτικά στέρηση [20].

Σύμφωνα με ένα περιβάλλον υποξίας με θρεπτικές ουσίες και αυξητικούς παράγοντες, το δίκτυο παρουσιάζει δισταθή ισορροπία. Είναι είτε έλκονται ηρεμίας φαινότυπο (σε από τις αρχικές καταστάσεις) ή με την αποπτωτική φαινότυπο (σε των αρχικών μελών). Κατά συνέπεια, είναι γνωστό ότι η υποξία-εξαρτώμενη ενεργοποίηση των HIF1 αναστέλλει Myc, οδηγώντας σε διακοπή του κυτταρικού κύκλου [21]. Επίσης, HIF1 μπορεί να συνδεθεί με και σταθεροποιούν ρ53, οδηγώντας σε απόπτωση ή διακοπή της ανάπτυξης. Δισταθή ισορροπία παρατηρείται επίσης εάν βλάβη του DNA εισάγεται σε ένα σενάριο του νορμοξίας, η επαρκής παροχή θρεπτικών συστατικών, και μιτογονικής σηματοδότησης: γύρω από τα συμβατά αρχικές καταστάσεις έλκονται από το αποπτωτικό φαινότυπο, ενώ ένα πολύ μικρό κλάσμα () από τους φτάσει την πολλαπλασιαστική φαινότυπο. Και πάλι, είναι ευρέως γνωστό ότι ο κυτταρικός κύκλος είναι εύκολα διακόπτεται και η απόπτωση προκαλείται από βλάβη του DNA στα φυσιολογικά κύτταρα. Αλλά μια πολλαπλασιαστική απάντηση, αν και σπάνια, προικίζει μεταβληθεί σωματικά κύτταρα με πολλαπλασιαστική ικανότητα. Στο μοντέλο μας, αυτή η πολλαπλασιαστική απόκριση συνδέεται σε δύο διαφορετικούς κύκλους όριο. Σε ένα από αυτά τα αντι-αποπτωτικά σήματα – Bcl2, Bcl-XL, και Mdm2 – είναι σταθερά ενεργό, ενώ προ-αποπτωτικών σημάτων – Bad, Bax, p53 – είναι ανενεργά. Στην άλλη, Bad και Bax είναι ανενεργές αλλά ρ53 και αντι-αποπτωτικών σημάτων ταλαντώνονται κατά τέτοιο τρόπο ώστε κάθε φορά p53 είναι ενεργοποιημένο, το ίδιο συμβαίνει και με Bcl2, Bcl-XL, και Mdm2. Στη συνέχεια, το αποτέλεσμα είναι ότι κασπάσες, οι τελεστές της απόπτωσης, είναι πάντα ανενεργά κατά μήκος αυτών των κύκλων όριο.

Συνοψίζοντας, το σύνολο του δικτύου παράγει αποκρίσεις συνεπείς με αυτές που παρατηρούνται σε ένα φυσιολογικό κύτταρο υπό διαφορετικές σωματικές περιβάλλοντα, υποδεικνύοντας την θεμελιώδη ορθότητα του μοντέλου.

μεταλλάξεων Εκδηλώσεις και Καρκινογένεση

Ελέγξαμε επιπλέον την ευρωστία (σταθερότητα) των ελκυστών σε μεταλλάξεις σε κόμβους του δικτύου ή /και συνδέσμους. Αυτό είναι ένα κεντρικό χαρακτηριστικό γνώρισμα επειδή αρχόμενη τα καρκινικά κύτταρα πρέπει να αποκτήσουν το σήμα κατατεθέν χαρακτηριστικά για να γίνει τελικά κακοήθη [15] και η αστάθεια του γονιδιώματος κρύβεται πίσω από αυτές τις εξαγορές. Μόλις εισήχθη μια μετάλλαξη, η βλάβη κόμβος DNA είναι μόνιμα ενεργοποιημένη, ενεργοποιώντας το μονοπάτι ATM /Atr. Εμείς επικεντρώθηκε στις ελκυστές που συνδέονται με δύο περιβαλλοντικές συνθήκες, δηλαδή, επαρκή παροχή θρεπτικών συστατικών και είτε φυσιολογική οξυγόνωση ή υποξία, συχνά παρούσα στις αρχές καρκινογένεση.

Σύμφωνα με φυσιολογική οξυγόνωση και επαρκή παροχή θρεπτικών συστατικών, διαπιστώθηκε ότι οι μεταλλάξεις σε πρωτεΐνες μετατρέψει το πρώην ηρεμία, φυσιολογικό κύτταρο σε ένα πολλαπλασιαζόμενο. Αυτές οι πρωτεΐνες, καθώς και η φύση των μεταλλάξεων του οδηγού και την αποτελεσματικότητά τους παρατίθενται στον Πίνακα 2. Με τη σειρά του, κάτω από υποξία και επαρκής παροχή θρεπτικών συστατικών, μεταλλάξεις σε πρωτεΐνες επιτρέπουν το μετασχηματισμένο κύτταρο να αποφύγει την απόπτωση που επάγεται από παλαιότερα υποξία (Πίνακας 3). Η πρωτεΐνη ΝΡ-Β είναι κοινή για τους πίνακες 2 και 3, ως εκ τούτου, μπορεί να επιτρέψει ένα μετασχηματισμένο κύτταρο για την απόκτηση συγχρόνως πολλαπλασιαστική ικανότητα και αποφυγής απόπτωσης.

Η

Ερευνήσαμε επίσης την επίδραση των ελαττωματικών την ακεραιότητα του DNA αισθητήρες που εξασθενούν ένα κύτταρο για την ανίχνευση της εμφάνισης μεταλλάξεων. Τώρα, η ζημιά κόμβος DNA μόνιμα απενεργοποιημένο και δεν ενεργοποιεί την οδό ATM /Atr. Κάτω από νορμοξία και επαρκής παροχή θρεπτικών συστατικών, ο αριθμός των μεταλλαγμένων πρωτεϊνών που μετατρέπουν μια ηρεμία, ελαττωματικό κύτταρο σε ένα πολλαπλασιαζόμενα ένας αυξήσεις. Ωστόσο, ο αριθμός των μεταλλαγμένων πρωτεϊνών που συνεισφέρουν σε ένα υποξικό, ελαττωματικό κύτταρο την ικανότητα να αποφύγει απόπτωση αυξάνει επίσης να. Αυτές οι πρωτεΐνες περιλαμβάνουν Akt, Bcl2, EGFR, ΝΡ-Β, p53, PI3K, PTEN, Ras, και Wnt (βλέπε πίνακες S3 και S4). Σε περίπτωση απουσίας ενός ακέραιου οδό επιδιόρθωσης βλαβών του DNA, στην οποία ΑΤΜ και Atr παίζουν κεντρικό ρόλο, τα αποτελέσματα μας δείχνουν ότι ελκυστές του δικτύου γίνει πιο επιρρεπείς σε διαρθρωτικές αλλαγές ή, από βιολογική άποψη, εμφανίζουν αυξημένη γενωμική αστάθεια.

Τέλος, , ερευνήσαμε αν κόμβους των οποίων οι μεταλλάξεις μπορεί να προσδώσει δυνατότητες γνώρισμα στο μετασχηματισμένο κύτταρο έχει ειδικό καθεστώς στην τοπολογία του δικτύου. Για όλα αυτά betweenness κεντρικότητα τους προσδιορίστηκαν [19]. Τρεις ομάδες έχουν παρατηρηθεί. Η πρώτη, που αποτελείται από οκτώ κόμβους (Akt, Hif1, hTERT, ΙΚΚ, mTOR, myc, ΝΡ-Β, και p53), έχει πάνω από το διπλάσιο του μέσου όρου του δικτύου κεντρικότητα. Περαιτέρω, η συνδεσιμότητα μέσου όρου της ομάδας είναι και επτά από τα στοιχεία του είναι ιδιαίτερα συνδεδεμένοι (). Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν την κεντρικότητα των κόμβων σε αυτή την ομάδα για την οποία συγκλίνουν ή μέσω του οποίου αλληλοπαρεμβολές διακριτών οδών σηματοδότησης. Η δεύτερη ομάδα, που περιέχει κόμβους με, περιλαμβάνει Mdm2 και PDK1. Επιπλέον, η συνδεσιμότητα μέσου όρου της ομάδας είναι και οι μισοί από αυτούς παρουσιάζει ενδιάμεσο connectivities (). Επιτέλους, η τρίτη ομάδα χαρακτηρίζεται από μικρές () και connectivities (). Μεταξύ των στοιχείων του, Bcl2, Bcl-x, EGFR, Gli, NF1, Phd, PI3K, PKC, PTEN, Ras, σαλιγκάρι, VHL, και Wnt, εννέα έχουν μικρές connectivities. Ακόμα κι αν αυτοί οι κόμβοι δεν είναι τοπολογικά κεντρικό, σχεδόν όλα είναι πλησιέστερο γείτονες (άμεση ρυθμιστές) των κεντρικών κόμβων από την πρώτη ομάδα. Ως εκ τούτου, θα αναλάβει μείζονα ρόλο στη δυναμική του δικτύου.

παχέος καρκινογένεση.

Εδώ, έχουμε διερευνήσει εάν τα καρκινικά κύτταρα χρειάζονται μόνο λίγες μεταλλάξεις οδηγού (εκείνα που αλλάζουν φαινοτυπικά χαρακτηριστικά) να ασχοληθεί με όλες τις περιβαλλοντικές περιορισμούς και πρόοδο προς μια πλήρως κακοήθη φαινότυπο. Ως παράδειγμα, εξετάστηκε η καρκινογένεση του καρκίνου του παχέος εντέρου. Έτσι, οι πρώτες μεταλλάξεις εισάγονται στο δίκτυο ήταν Αρο διαγραφή και η TCF αλληλεπιδράσεις με τους στόχους τους ενισχύεται από έναν παράγοντα. Αυτές οι μεταλλάξεις οδηγούν σε μια δομική αστάθεια του δικτύου «πορτρέτο φάση». Τώρα, υπάρχουν ελκυστές, αποπτωτικά, proliferatives και ηρεμίας, που προσελκύουν και δοκιμασμένων αρχικές καταστάσεις, αντίστοιχα. Ο αριθμός των πολλαπλασιαστικών ελκυστές και τα μεγέθη των λεκανών τους αυξήθηκε στα έξοδα των ηρεμίας ελκυστές. Ωστόσο, δεν παρατηρήθηκε αντι-αποπτωτική πλεονέκτημα. Όπως αναμενόταν, η απόκριση του δικτύου ήταν περιβαλλοντική εξαρτώμενη. Κάτω από νορμοξία και διαθεσιμότητα των θρεπτικών συστατικών, αυτές οι μεταλλάξεις οδηγούν σε μία πολλαπλασιαστική φαινότυπο. Ωστόσο, αυτό το πολλαπλασιαστικό πλεονέκτημα χάνεται κάτω από υποξία ή γονοτοξικότητας (βλάβες του DNA), όταν παρατηρούνται αποπτωτικό φαινότυπο

Επόμενη στη σειρά, μια νέα μετάλλαξη -. Ras μόνιμα ενεργοποιημένη – υλοποιήθηκε. Ως αποτέλεσμα η δυναμική του δικτύου παρουσιάζει ελκυστές, αποπτωτικά, proliferatives και ηρεμίας, που προσελκύουν κατ ‘ουσίαν τα ίδια κλάσματα δοκιμάστηκαν αρχικές καταστάσεις (και, αντίστοιχα) όπως και πριν (APC και η TCF μεταλλαγμένα). Ωστόσο, αυτή η επιπλέον μετάλλαξη που ανατίθενται στο δίκτυο μια μικρή πιθανότητα να ξεπεραστεί το εμπόδιο υποξική, διατήρηση ηρεμίας φαινότυποι για δοκιμασμένων αρχικές καταστάσεις κάτω από ένα υποξικό, αλλά πλούσια σε θρεπτικά συστατικά περιβάλλον. Περαιτέρω, συστατική ενεργοποίηση Ras, επίσης, μπορεί να οδηγήσει σε μια πολλαπλασιαστική φαινότυπο των αρχικών μελών σε μια ορθοξικές, πλούσια σε θρεπτικά συστατικά, αλλά γενοτοξική περιβάλλον.

Στην ακολουθία, Smad4 διαγράφηκε. Αυτή η μετάλλαξη αυξάνει με τον αριθμό των ελκυστές, αποπτωτικών, πολλαπλασιαστικών και ηρεμίας. Το δίκτυο αποκτά πολλαπλασιαστική φαινοτύπων για όλες τις αρχικές καταστάσεις κάτω από φυσιολογική οξυγόνωση και επαρκή παροχή θρεπτικών συστατικών, ακόμη και τη λήψη ανασταλτική σηματοδότηση της ανάπτυξης που παρέχεται από ένα συστατικά ενεργό ΤΟΡ. Αξίζει να αναφερθεί ότι το δίκτυο παρουσιάζει μόνο αποπτωτικών και ηρεμίας ελκυστές αν ΤΟΡ είναι ουσιαστικά δραστική και Smad4 είναι λειτουργική (αναίρεση διαγραφής). Έτσι, η διαγραφή Smad4 σε συσσώρευση με τις προηγούμενες μεταλλάξεις προικίζει το μετασχηματισμένο δίκτυο με την ικανότητα να διαφεύγουν καταστολής σήματα ανάπτυξης.

Οι επόμενες μεταλλάξεις ήταν ΡΤΕΝ διαγραφή και διπλασιασμό της Akt δυνάμεις αλληλεπίδρασης. Κατά συνέπεια, ο αριθμός των ελκυστών περαιτέρω αυξήσεις σε αυτές, αποπτωτικά, πολλαπλασιαστικές και ηρεμίας, που προσελκύουν και δοκιμασμένων αρχικές καταστάσεις, αντίστοιχα. Και πάλι, διαφορετικά μικροπεριβάλλοντα προκαλούν διακριτές απαντήσεις. Σύμφωνα με φυσιολογική οξυγόνωση και επαρκή παροχή θρεπτικών συστατικών, το δίκτυο παρουσιάζει πάντα επιθετικά (πολλαπλασιαστική, γλυκολυτικά και απαθανάτισε) φαινοτύπων. Αλλά αν υποξία αντικαθιστά νορμοξία, εκτός από την πολλαπλασιαστική, γλυκολιτικά και αθανατοποιημένες φαινοτύπους που προσελκύουν των αρχικών μελών, υπάρχουν ηρεμίας ελκυστές προς το ποια από αρχικές καταστάσεις συγκλίνουν. Προσθέτοντας καταστολείς ανάπτυξη ή βλάβη του DNA στα πρώην μικροπεριβάλλον μπορεί να οδηγήσει το πολύ ηρεμία. Για παράδειγμα, σε νορμοξικά, πλούσια σε θρεπτικά συστατικά και γονοτοξικές μικροπεριβάλλον, από αρχικές καταστάσεις οδηγούνται σε πολλαπλασιαστική, γλυκολυτική και αθανατοποιημένα ελκυστές, ενώ από αυτά οδηγούνται σε κατάσταση ηρεμίας ελκυστές. Ως εκ τούτου, δεδομένου ότι η υποξία ή λειτουργικές βλάβες στο DNA τους αισθητήρες μπορεί να οδηγήσει σε κατάσταση ηρεμίας φαινοτύπων, μερικοί περιορισμοί επιμένουν αλλοιώνοντας την ανάπτυξη του όγκου.

Η τελευταία μετάλλαξη ήταν διαγραφή p53. αποτέλεσμα της είναι μείωση στον αριθμό των ελκυστές, αποπτωτικών και πολλαπλασιαστικές, τόσο προσελκύοντας των αρχικών μελών. Πράγματι, απόπτωση για τις αρχικές καταστάσεις είναι δυνατή η ελάχιστη τιμή, διότι στο δίκτυό μας ενεργό TNF-α οδηγεί σε ρ53-ανεξάρτητη ενεργοποίηση των κασπασών. Παρ ‘όλα αυτά, το κύριο αποτέλεσμα είναι ότι το δίκτυο παρουσιάζει πάντοτε πολλαπλασιαστικές, γλυκολυτικού και απαθανάτισε φαινοτύπων σε μικροπεριβάλλοντα με επαρκή παροχή θρεπτικών συστατικών, υποξική ή ορθοξικές, ακόμη και γονιδιοτοξική, οι οποίες ενεργοποιούν αισθητήρες βλάβη του DNA, και υπό ανάπτυξη σηματοδότηση καταστολέα. Σχεδόν όλα τα εμπόδια για την ανάπτυξη του όγκου ξεπεράστηκαν μετά από αυτή την αλληλουχία των λίγων μεταλλάξεων.

Εν περιλήψει, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4, οι προσομοιώσεις μας αποκαλύπτουν ότι κάθε μετάλλαξη οδηγός στην κανονική διαδρομή για το καρκίνο του παχέος εντέρου [22] συμβάλλει αυξάνουν είτε την πολλαπλασιαστική ικανότητα ή την αντοχή σε απόπτωση των μετασχηματισμένων κυττάρων. Ειδικότερα, αν και Smad4 μεταλλάσσεται μόνο του παχέος εντέρου, η μετάλλαξη του σε συνεννόηση με τους άλλους με την κλασική παχέος μοντέλο καρκινογένεσης παράγει πιο επιθετική καρκινικά κύτταρα. Πράγματι, συνδέονται φαινοτύπους πολλαπλασιαστική τους προσελκύουν τις αρχικές καταστάσεις κατά μόνο σε περίπτωση απουσίας της μετάλλαξης Smad4. Περαιτέρω, το μοντέλο υποδεικνύει ότι άλλες μεταλλάξεις εκτός αυτής της κλασικής οδού του παχέος καρκινογένεσης οδηγεί επίσης σε πολλαπλασιαστικών και αποπτωτικά ανθεκτικών φαινοτύπων. Αυτές είναι οι περιπτώσεις, για παράδειγμα, του ΡΤΕΝ, ή ρ53, ή ΑΤΜ, ή Fadd, ή διαγραφές Chk μετά APC και Ras μεταλλάξεις. Εναλλακτικά, η συστατική ενεργοποίηση της PI3K, ή Akt, ή Bcl2, ή Mdm2 και πάλι μετά από APC και Ras μεταλλάξεις μειώνει την απόπτωση και αυξάνει τον πολλαπλασιασμό.

Το ποσοστό των αρχικών καταστάσεων εξελίσσεται σε αποπτωτικά, πολλαπλασιαστική ή ηρεμίας ελκυστές (φαινοτύπων) για όλες οι περιβαλλοντικές συνθήκες μετά τη διαδοχική συσσώρευση της κάθε μετάλλαξης οδηγού σε καρκίνο του παχέος εντέρου.

Η

Τα αποτελέσματα των στοχευμένων θεραπειών

το σκεπτικό της στοχευμένης θεραπείας είναι αναστέλλουν κρίσιμες, λειτουργική κόμβους στο δίκτυο ογκογόνο για να αποσπάσει την παύση της ογκογόνο κράτος μέσω της απόπτωσης, νέκρωσης, γήρανση, ή τη διαφοροποίηση [23]. Πραγματοποιήσαμε μια έρευνα των κόμβων στο Boolean μοντέλο μας, των οποίων η αναστολή ή την ενεργοποίηση (επαναφορά των πρωτεϊνών άγριου τύπου) είτε να αυξήσει τις λεκάνες έλξης των αποπτωτικών και ηρεμίας φαινοτύπων ή να μειώσει εκείνα που σχετίζονται με πολλαπλασιαστικές φαινοτύπους. Συγκεκριμένα, ως μοντέλο για πλήρως ανεπτυγμένη ορθοκολικό καρκίνο κύτταρα, ένα δίκτυο που φέρουν μεταλλάξεις στο APC η, Ras, Smad4, ΡΤΕΝ, και ρ53, θεωρήθηκε. Για αυτό το δίκτυο, μόνο δύο φαινότυποι παρατηρήθηκαν κάτω από όλες τις συνθήκες μικροπεριβάλλοντος και από κάθε αρχική κατάσταση που δοκιμάστηκαν: αποπτωτικών () και πολλαπλασιαστικές (). Όλοι οι κόμβοι ατομικά στοχευμένες. Οι προσομοιώσεις μας αποκαλύπτουν ότι η αναστολή της ΡϋΚ1, Akt, E2F, κυκλίνες D και Ε, και Mdm2 ενισχύει ηρεμίας φαινότυποι (για ΡϋΚ1 και Akt, και για E2F, κυκλίνες και Mdm2) και επίσης βλάπτει τις πολλαπλασιαστικές αυτά (για ΡϋΚ1 και Akt, και για E2F, κυκλίνες και Mdm2). Το ίδιο παρατηρείται με την ενεργοποίηση της ρ53, Rb, Cdh1, ρ21, ρ27, και Smad4 (ηρεμία αυξάνεται σε πολλαπλασιασμό και εξαφανίζεται για ρ53, Rb, Cdh1, ρ21 και ρ27, ενώ για Smad4 δύο κλάσματα αλλαγές). Με τη σειρά του, η ενεργοποίηση των FADD και κασπάσες ενισχύει την απόπτωση σε τύχης. Παραδόξως, το μοντέλο προβλέπει ότι είτε αναστολή ή ενεργοποίηση των κυκλινών Α και Β, καθώς και CDC20 ενισχύει ηρεμία και να βλάπτουν τον πολλαπλασιασμό (και, αντιστοίχως).

Όσον αφορά την συνδυαστική εφαρμογή φαρμάκων επί του παρόντος υπό κλινική δοκιμή [23], τα αποτελέσματα των διαφόρων στοχευμένων αναστολέων επί του παχέος μοντέλο καρκινικών κυττάρων μας διερευνήθηκαν σε τρεις περιβαλλοντικές συνθήκες, δηλαδή, νορμοξίας και επαρκή παροχή θρεπτικών συστατικών, υποξία και επαρκή παροχή θρεπτικών συστατικών, και νορμοξίας, επαρκή παροχή θρεπτικών συστατικών και καρκινογόνες στρες. Για αυτές τις συνθήκες παχέος μοντέλο των καρκινικών κυττάρων μας είναι πάντα έλκονται από μια πολλαπλασιαστική, απαθανάτισε και γλυκολυτικό φαινότυπο. Σύμφωνα με τις προσομοιώσεις μας, η συνδυασμένη χρήση των αναστολέων mTOR και hTERT αντιστρέφει δύο κακοήθη χαρακτηριστικά: γλυκόλυση και αθανατοποίηση? η ένωση των αναστολέων mTOR και Cdks αποτρέπει την γλυκόλυση και κυττάρων ποδηλασία? και ο συνδυασμός των αναστολέων Οι cdks και hTERT προλαμβάνει τον πολλαπλασιασμό και αθανατοποίηση. Έτσι, δεδομένου ότι στο μοντέλο μας μονοθεραπείες με αναστολείς mTOR, Οι cdks, και hTERT αποτρέπει γλυκόλυση, κυτταρική διαίρεση, και αθανατοποίηση, αντίστοιχα, η θεραπευτική έκβαση φαίνεται να είναι προσθετική ή «γραμμική» (i. E., Υπακούει μια αρχή επαλληλίας). Με τη σειρά του, ο σύλλογος των reactivators p53 και Bcl-2 /αναστολείς της Bcl-XL οδηγεί σε αναστολή του κυτταρικού κύκλου κάτω από υποξία και επαρκή παροχή θρεπτικών συστατικών ή φυσιολογική οξυγόνωση, επαρκή παροχή θρεπτικών συστατικών και καρκινογόνες το άγχος, αλλά δεν έχει καμία επίδραση στο πλαίσιο ορθοξικές και πλούσια σε θρεπτικά συστατικά μικροπεριβάλλοντα. Μια άλλη οργάνωση που αφορούν reactivators p53 και ποδηλασία VEGF αναστολείς μπλοκ κελί των αρχικών κρατών δοκιμαστεί σε αυτές τις τρεις περιβαλλοντικές συνθήκες. Στο μοντέλο μας, η δράση των αναστολέων του VEGF προσομοιώνεται εξαναγκάζοντας υποξία και θρεπτικό εξάντληση στους κόμβους εισόδου.

Τέλος, εξετάσαμε μονο- και δύο-φάρμακα θεραπείες που χρησιμοποιούν mTOR, VEGF, Ras, και οι αναστολείς PKC αντίστοιχα στο κυττάρων σε διακριτά στάδια της κακοήθειας. Πάλι, θεωρήθηκε ορθοκολικού μοντέλο καρκινικού κυττάρου μας.