Αφηρημένο

Αντοχή, ένα μακρύ-αναγνωρισμένη ιδιότητα των ζωντανών συστημάτων, επιτρέπει τη λειτουργία στο πρόσωπο της αβεβαιότητας, ενώ αστάθειας, δηλαδή, ακραία ευαισθησία, μπορεί δυνητικά να οδηγήσει σε καταστροφική αποτυχία μετά από φαινομενικά αθώα διαταραχές. Carlson και Doyle υπέθεσε ότι υψηλά εξελιχθεί δίκτυα, π.χ., όσοι εμπλέκονται στη ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου, μπορεί να είναι ανθεκτικά σε ορισμένες διαταραχές, ενώ ιδιαίτερα ευαίσθητα σε άλλους. Η «ισχυρή ακόμη εύθραυστη» δυαδικότητα των δικτύων έχει ονομαστεί ιδιαίτερα βελτιστοποιημένη Ανοχή (HOT) και αποτέλεσε τη βάση των νέων γραμμών της έρευνας στην υπολογιστική και πειραματική βιολογία. Σε αυτή τη μελέτη, ελέγξαμε την υπόθεση εργασίας ότι αρχιτεκτονικές ελέγχου του κυτταρικού κύκλου υπακούσει το καυτό μοντέλο. Τρία μοντέλα κυτταρικού κύκλου αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας ανάλυση ευαισθησίας Μόντε Κάρλο. Συνολικά συντελεστές ευαισθησίας κατάσταση, οι οποίες ποσοτικοποιούν την ευρωστία ή την ευπάθεια ενός συγκεκριμένου μηχανισμού, υπολογίστηκαν με τη χρήση μιας στρατηγικής Μόντε Κάρλο με τρεις διαφορετικές αριθμητικές τεχνικές, μαζί με πολλαπλές στρατηγικές παράμετρο διαταραχής για τον έλεγχο για πιθανές αριθμητικές και δειγματοληψίας αντικείμενα. Περίπου το 65% των μηχανισμών στο G1 /σημείο περιορισμού S ήταν υπεύθυνες για το 95% της ευαισθησίας, αντιθέτως, το σημείο ελέγχου βλάβης G2-DNA έδειξε μια πολύ ισχυρότερη εξάρτηση από μικρό αριθμό μηχανισμών? ~32% Ή 13 40 μηχανισμών αντιπροσώπευαν το 95% της ευαισθησίας. Η ανάλυσή μας προέβλεψε ότι CDC25 και οι μηχανισμοί της κυκλίνης Ε έντονα εμπλέκονται στην G1 /S δυσλειτουργίες, ενώ ευθραυστότητα στην G2 /M σημείο ελέγχου είχε προβλεφθεί να σχετίζεται με τη ρύθμιση της κυκλίνης συμπλέγματος Β-CDK1. Ανάλυση ενός τρίτου μοντέλου που περιέχει τόσο G1 /S και G2 /M λογική σημείο ελέγχου, προέβλεψε εκτός από τους μηχανισμούς που έχουν ήδη αναφερθεί, ότι η μετάφραση και προγραμματισμένη πρωτεόλυση ήταν επίσης το κλειδί εύθραυστη υποσυστήματα. Σύγκριση των προβλεπόμενων εύθραυστη μηχανισμοί με τη λογοτεχνία και την τρέχουσα προκλινικές και κλινικές δοκιμές πρότεινε μια ισχυρή συσχέτιση μεταξύ της αποτελεσματικότητας και της αστάθειας. Έτσι, όταν λαμβάνονται μαζί, τα αποτελέσματα αυτά υποστηρίζουν την υπόθεση εργασίας ότι αρχιτεκτονικές ελέγχου του κυτταρικού κύκλου είναι HOT δίκτυα και να δημιουργήσουν το μαθηματικό υπολογισμό και την επακόλουθη θεραπευτική αξιοποίηση των ευαίσθητων μηχανισμών ως νέα στρατηγική για την παραγωγή αντι-καρκίνου του μολύβδου.

Παράθεση: Nayak S, Σαλίμ S, Λουάν D, Zai Μ, Varner JD (2008) Μια δοκιμασία της ιδιαίτερα βελτιστοποιημένη Ανοχή αποκαλύπτει εύθραυστο Μηχανισμοί του κυτταρικού κύκλου είναι μοριακοί στόχοι σε κλινικές δοκιμές του καρκίνου. PLoS ONE 3 (4): E2016. doi: 10.1371 /journal.pone.0002016

Επιμέλεια: Gustavo Stolovitzky, η IBM Thomas J. Watson Research Center, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 9 Ιανουαρίου, 2008? Αποδεκτές: 4 Μαρ 2008? Δημοσιεύθηκε: 23 Απριλίου του 2008

Copyright: © 2008 Nayak 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:. Οι συγγραφείς αναγνωρίζουν την ευγενική οικονομική ενίσχυση του Πανεπιστημίου Cornell Κέντρο για Life Science Enterprise, μια Πολιτεία της Νέας Υόρκης Κέντρο για τη χορήγηση Προηγμένης Τεχνολογίας (στην ΚΕ για την υποστήριξη της SN) και Μηχανική Μάθηση πρωτοβουλίες Προπτυχιακά Έρευνα Βραβεία ELI-650 και ELI-895 MZ και SS Το Πανεπιστήμιο Κέντρο Κορνέλ για Life Science Enterprise και το ερευνητικό πρόγραμμα Μηχανικής Μάθησης Πρωτοβουλίες Προπτυχιακά δεν έπαιξε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό και τη διεξαγωγή της μελέτης, στη συλλογή, ανάλυση και ερμηνεία των δεδομένων, κατά την προετοιμασία, αξιολόγηση, ή έγκριση του χειρογράφου

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

Εισαγωγή

Η ικανότητα να συγκεντρώνουν δεδομένα αλληλεπίδρασης πρωτεΐνης-πρωτεΐνης και πρωτεΐνης-DNA , για παράδειγμα χρησιμοποιώντας την δύο-υβριδίων ζυμομύκητα (Y2H) συστήματος [1], [2], Μεταφορά Ενέργειας Συντονισμού φθορισμού (FRET) τεχνικές [3], ποσοτική Φασματομετρίας μάζας (MS) πρωτεομική ή χρωματίνης ανοσοκαθίζηση (μάρκας) -ϋΝΑ μικρο- τεχνικές array [4], [5], ξεπέρασε κατά πολύ την ικανότητά μας να το καταλάβουν. Μετασχηματισμός δεδομένων αλληλεπίδραση μεγάλης κλίμακας σε μια καλύτερη κατανόηση των βιομοριακών δικτύων υποκείμενη εξέλιξη της νόσου και τελικά σε νέες θεραπείες απαιτεί ολοκληρωμένη εργαλεία και στρατηγικές. Ίσως μια στρατηγική για την προαγωγή της γνώσης μας για τα δίκτυα αλληλεπίδρασης σε αποτελεσματικές θεραπείες θα είναι να εντοπίσει και να εκμεταλλευτεί αδύναμη ή εύθραυστα μηχανισμούς, αποφεύγοντας το χειρισμό ισχυρών αλληλεπιδράσεων δικτύου.

Αντοχή, μακρά αναγνωρισμένη ιδιότητα των ζωντανών συστημάτων και δικτύων , επιτρέπει τη λειτουργία στο πρόσωπο της αβεβαιότητας, ενώ αστάθειας, δηλαδή, ακραία ευαισθησία, μπορεί δυνητικά να οδηγήσει σε καταστροφική αποτυχία μετά από φαινομενικά αθώα διαταραχές [6] – [10]. Διάφοροι παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν τους οποίους τα στοιχεία ενός δικτύου είναι ισχυρή ή εύθραυστα. Venkatasubramanian και οι συνεργάτες του απέδειξαν ότι η δομή των πολύπλοκων δικτύων μπορεί να προκύψει από ένα trade-off μεταξύ της αποτελεσματικότητας και της ευρωστίας [11], ενώ μπορείτε και Γιν διερευνηθεί πώς το περιβάλλον έχει διαμορφώσει τις ισχυρές ιδιότητες του βακτηριοφάγου Τ7 [12]. Leibler υπολογιστικά προβλέψει και αργότερα επαληθεύονται πειραματικά ισχυρά χαρακτηριστικά των δικτύων ελέγχου χημειοταξία [13] και Stelling

et al.

, Επανεξετάζονται αρκετά παραδείγματα ισχυρών βιολογικών δικτύων [9]. Ίσως δεν είναι καλύτερο παράδειγμα της ευρωστία μπορεί να βρεθεί από την κυτταρική διαίρεση. Ο κύκλος κυττάρου είναι μια από τις πιο θεμελιώδεις και πολύ ελεγχόμενο διεργασίες στη βιολογία. Η απόφαση να χωρίσει ρυθμίζεται αυστηρά ενσωμάτωση εξωκυτταρικά σήματα, όπως αυξητικούς παράγοντες και ορμόνες, με ενδοκυτταρική συνθήματα που συντονίζουν τα γεγονότα που οδηγούν σε διάσπαση. Ωστόσο, παρά την εκτεταμένη υποσυστήματα ελέγχου και επιτήρησης καθοδηγεί την εξέλιξη των κυττάρων μέσω του κύκλου διαίρεσης, δυσλειτουργίες συμβαίνουν όπως αποδεικνύεται από το ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό υποκείμενων πολλούς καρκίνους [14]. Έτσι, ενώ η εξελικτική πίεση μπορεί να έχουν προγραμματιστεί τα κύτταρα να είναι ανθεκτική στις μετατόπιση διατροφική περιβάλλοντα ή μεταβάλλοντας τη διαθεσιμότητα αυξητικού παράγοντα, ίσως σπάνια προκλήσεις θα μπορούσε να οδηγήσει σε απρόβλεπτες συνέπειες. Για παράδειγμα, η έκθεση σε ακτινοβολία, εξωτικά χημικές ουσίες (καρκινογόνες ουσίες), ή ακόμα και ενός νουκλεοτιδίου πολυμορφισμοί (SNPs) μπορεί να προκαλέσει φαινομενικά αθώα αλλαγές που εκδηλώνονται στην κατανομή της λογικής του κυτταρικού κύκλου. Carlson και Doyle έχουν υποθέσει ότι η εξαιρετικά εξελιχθεί δίκτυα μπορεί να είναι ανθεκτικά σε ορισμένες διαταραχές, ενώ εξαιρετικά ευαίσθητο για τους άλλους. Η «ισχυρή ακόμη εύθραυστη» δυαδικότητα των δικτύων και συστημάτων έχει χαρακτηριστεί ιδιαίτερα βελτιστοποιημένη Ανοχή (HOT) και αποτέλεσε τη βάση των νέων γραμμών της έρευνας στην υπολογιστική και πειραματική βιολογία [10].

Ανάλυση

Η ευαισθησία είναι ένα ευνοϊκό εργαλείο για τη διερεύνηση της ευρωστίας και της αστάθειας σε δίκτυα που σχετίζονται με την υγεία του ανθρώπου και γενικότερα για το μοντέλο που βασίζεται σε ανακάλυψη της γνώσης. Cho

et al

, χρησιμοποιείται η ανάλυση ευαισθησίας για τη μελέτη του TNF-α-μεσολάβηση NF-KΒ σηματοδότησης, όπου παραμετρική αβεβαιότητα απευθυνόταν χρησιμοποιώντας ένα πρωτόκολλο δειγματοληψίας παράμετρο Μόντε Κάρλο.? μια οικογένεια τυχαίων σύνολα παραμέτρων, που παράγεται από την καλύτερη παράμετρος εικασία, χρησιμοποιήθηκε για τον υπολογισμό του προφίλ ευαισθησία σε μια περιοχή του χώρου των παραμέτρων [15]. Bullinger και συνεργάτες διερευνηθεί η ευρωστία των μοντέλων του προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου ή της απόπτωσης [16], ενώ Stelling

et al.

, Υπολογιστικά εντοπιστεί σημεία της ευρωστίας και της αστάθειας, χρησιμοποιώντας ανάλυση ευαισθησίας Μόντε Κάρλο και Συνολικά μέλος Ευαισθησία Συντελεστές (OSSCs ), σε μοντέλα του κιρκάδιου ρυθμού [17]. Μαχταβί

et al.

, Χρησιμοποιείται η ανάλυση ευαισθησίας για την καλύτερη κατανόηση βλαστικών κυτταρική διαφοροποίηση [18], ενώ Λουάν

et al.

, Χρησιμοποιείται ένα αβέβαιο μηχανιστικό μοντέλο του καταρράκτη της πήξης σε συνδυασμό με Μαυρο- ανάλυση ευαισθησίας Κάρλο, για να δείξει ότι υπολογιστικά προέρχεται ευαίσθητο μηχανισμοί ήταν σύμφωνες με αντιπηκτική θεραπευτικές στρατηγικές [19]. ανάλυση ευαισθησίας έχει επίσης χρησιμοποιηθεί για την ενσωμάτωση αναγνώρισης μοντέλου και των διακρίσεων με βέλτιστο σχεδιασμό του πειράματος. Αρκετές βέλτιστη πειραματικό σχεδιασμό και αναγνώρισης μοντέλου μελέτες είναι κάτοικος στη βιβλιογραφία [20] – [24] μαζί με πολλές τεχνικές για την εκτίμηση των συντελεστών ευαισθησίας για τα μοντέλα που αποτελείται από συνήθων διαφορικών εξισώσεων, διαφορική αλγεβρικό και στοχαστικές εξισώσεις [25] – [28].

σε αυτή τη μελέτη, θα απασχολούν μαθηματικών μοντέλων και την ευαισθησία Μόντε Κάρλο ανάλυση για να διερευνήσει την υπόθεση εργασίας ότι αρχιτεκτονικές ελέγχου του κυτταρικού κύκλου είναι HOT δίκτυα. Εάν υπόθεση εργασίας μας είναι αλήθεια, τότε εύθραυστη μηχανισμοί του κυτταρικού κύκλου (βήματα της αντίδρασης) θα πρέπει να υπερεκπροσωπούνται μεταξύ πειραματικά παρατηρηθεί δυσλειτουργίες υποκείμενες στερεά και αιματολογικών καρκίνων. Επιπλέον, ο χειρισμός των εύθραυστων μηχανισμών σε ένα θεραπευτικό πλαίσιο, το οποίο έχει προταθεί από Kitano [29], για να είναι πιο πιθανό να προκαλέσουν μία αποτελεσματική αντίδραση από ένα δίκτυο ή σύστημα, θα πρέπει επίσης να είναι διαδεδομένη στη βιβλιογραφία θεραπεία. Δοκιμάζουμε υπόθεση εργασίας μας από υπολογιστικά διαλογής τρεις επικαλυπτόμενες ποιοτικών μοντέλων αρχιτεκτονικές ελέγχου του κυτταρικού κύκλου? απασχολούμε ανάλυση ευαισθησίας Μόντε Κάρλο και k-means clustering για να ταξινομήσει τάξης μηχανισμών του κυτταρικού κύκλου και, στη συνέχεια, να αντιπαραβάλλουν τις προβλεπόμενες εύθραυστη και ισχυρών μηχανισμών με τη λογοτεχνία. Αν αρχιτεκτονικές ελέγχου του κυτταρικού κύκλου υπακούσει το καυτό μοντέλο, τότε υπολογιστική προσδιορισμό των ευαίσθητων μηχανισμών με χρήση πρωτεΐνης-πρωτεΐνης ή μοντέλα δικτύου πρωτεϊνών-DNA θα μπορούσε να είναι μια νέα στρατηγική για την καταπολέμηση του καρκίνου παραγωγή μολύβδου ή ευρύτερα ως στρατηγική για τον εντοπισμό και την αξιοποίηση αδυναμία αυθαίρετη δίκτυα που σχετίζονται με την υγεία του ανθρώπου.

Αποτελέσματα

το μοντέλο ολόκληρο τον κύκλο του Novak και Tyson (Εικ. 1), το μοντέλο G1-S της Qu

et al.

, (Εικ. 2Α) και το μοντέλο ζημιάς G2 /M-DNA του Aguda (Εικ. 2Β) τέθηκαν σε εφαρμογή από τη βιβλιογραφία και ελέγχονται για εύθραυστα μηχανισμών χρησιμοποιώντας ανάλυση ευαισθησίας Μόντε Κάρλο [30] – [32]. Ο Novak και Tyson μοντέλο, το οποίο χρησιμοποιεί μια σύνθετη περιγραφή της G1 /S και G2 /M σημεία ελέγχου, έχει προγραμματιστεί η έκφραση της πρωτεΐνης και την υποβάθμιση, αποτελούνταν από 18 δυναμικής είδη, 4 είδη περιορισμών και 74 παραμέτρους. Το G1 μαζική δράση /μοντέλα βλάβη S και G2 /M-DNA που περιγράφονται μόνο το μοριακό λογική στα αντίστοιχα σημεία ελέγχου τους? το μοντέλο G1 /S αποτελείται από 16 δυναμικής υπόλοιπα πρωτεΐνης, 2 είδη περιορισμών και 44 παραμέτρους ενώ το μοντέλο ζημιά G2 /M-DNA αποτελούνταν από 15 δυναμικής υπολοίπων πρωτεϊνών, 1 περιορισμός και 40 παραμέτρους. Παράμετρος τιμές για κάθε μοντέλο λήφθηκαν από τη βιβλιογραφία. Λαθραία αρχικές συνθήκες είχαν ρυθμιστεί έτσι ώστε προσομοιωμένο μοντέλο τροχιές ήταν ποιοτικά συνεπείς με τις δημοσιευμένες τιμές (Συμπληρωματικό Υλικό Εικόνα S1). Οι δημοσιευμένες σύνολα παραμέτρων, με σταθερές αρχικές συνθήκες, χρησιμοποιήθηκαν για να δημιουργηθούν τυχαία σύνολα παραμέτρων (Ν = 500, εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά) όπου κάθε ονομαστική παράμετρος διαταράσσονται κατά έως ± 50%, ± 1 τάξης, ή ± 2-παραγγελίες μέγεθος. Συνολικά μέλος Ευαισθησία Συντελεστές (OSSCs) υπολογίστηκαν κατά τη διάρκεια των τυχαίων οικογένειες παράμετρος για κάθε μοντέλο του κυτταρικού κύκλου με τη χρήση τριών διαφορετικών αριθμητικών αλγορίθμων. Για κάθε μοντέλο, οι μέσες τιμές OSSC ήταν κατετάγη-παραγγείλει και απεικονίζονται. Η περιοχή κάτω από την καμπύλη (AUC) χρησιμοποιήθηκε για να μετρήσει την αθροιστική συμβολή ευαισθησία της κάθε παραμέτρου. Μια αθροιστική αποκοπής του 95% της συνολικής ευαισθησίας χρησιμοποιήθηκε για την κατάρτιση του καταλόγου των μηχανισμών (Συμπληρωματικό Υλικό Εικόνα S2) που συγκεντρώθηκαν σε τρεις ομάδες (υψηλής, μέσης και χαμηλής ευαισθησίας) χρησιμοποιώντας k-means αλγόριθμο.

Ο Novak και Tyson μοντέλο, που αποτελείται από 18 δυναμικής είδη, 4 είδη περιορισμών και 74 παραμέτρους, περιγράφει τόσο το G1 /S και G2 /M σημεία ελέγχου και προγραμματισμένη έκφραση της πρωτεΐνης και την υποβάθμιση. Ονοματολογία: Cdk1-εξαρτώμενη από κυκλίνη κινάση 1, Cdk2 – εξαρτώμενη από κυκλίνη κινάση 2, CDK4 /6 – εξαρτώμενη από κυκλίνη κινάση 4 ή 6, CycD – Κυκλίνη D, CycB – κυκλίνη Β, CycE – Κυκλίνη Ε, CycA – Κυκλίνη Α, GF – Growth Factor, ERG – γονίδια έγκαιρης αντίδρασης, DRG – Καθυστερημένη ανταπόκριση Gene, E2F – Μεταγραφή παράγοντας E2F, pRB – ρετινοβλάστωμα πρωτεϊνών, p27 – Μια εξαρτώμενη από κυκλίνη κινάση αναστολέα (ΟΚΙ), που ονομάζεται επίσης Kip1, PPI – Type1 πρωτεϊνική φωσφατάση, IE – «Ενδιάμεσοι ένζυμο «, ΡΡΧ-α φωσφατάση αδρανοποίηση IE, APC – Anaphase Προώθηση Complex, μια οικογένεια Ε3 λιγάσες, Cdh1 – ένας ενεργοποιητής της APC τάξης των λιγασών, CDC20 – ένας ενεργοποιητής της APC, Μικρό κόκκινο κύκλο με το Ρ αντιπροσωπεύει μια φωσφορική ομάδα, μια (+) πρόσημο υποδηλώνει θετική ρύθμιση, ενώ ένα (-). σημάδι αντιπροσωπεύει αρνητική ρύθμιση

Η

Το μοντέλο G1 /S του Qu

et al

, αποτελείται από 16 δυναμικής υπολοίπων πρωτεϊνών. , 2 είδη περιορισμών και 44 παραμέτρους [31]. μοντέλο βλάβη TheG2-DNA του Aguda αποτελείται από 15 δυναμικές ισορροπίες 1constraint πρωτεΐνες και 40 παραμέτρους (30). Τόσο η G1 /S και G2 /M μοντέλα χρησιμοποιούν την κινητική μαζική δράση και οι παράμετροι είναι γραμμική στα ισοζύγια μάζας. Ονοματολογία G1 /S: cdc25A – διπλή ειδικότητα φωσφατάσης cdc25A, Cdk2 – εξαρτώμενη από κυκλίνη κινάση 2, CDK4 /6 – εξαρτώμενη από κυκλίνη κινάση 4 ή 6, CycE – Κυκλίνη Ε, CycD – Κυκλίνη D, E2F – Μεταγραφή Factor E2F, pRB – πρωτεΐνη ρετινοβλάστωμα , p27 – Μια εξαρτώμενη από κυκλίνη κινάση αναστολέα (ΟΚΙ), που ονομάζεται επίσης Kip1. G2 ονοματολογία /M: pMPF – προ-Ωρίμανση Προώθηση Factor, ένα σύμπλεγμα CycB (κυκλίνης Β) και Cdk1 (κυκλίνη Εξαρτάται Kinase1) σε ανενεργή μορφή, MPF – ενεργή μορφή της MPF, aCDC25 – ενεργό CDC25 φωσφατάση, iCDC25 – ανενεργή μορφή CDC25, aCDC25 (P-216) – ενεργό CDC25, φωσφορυλιώνεται σε σερίνη 216 κατάλοιπο, iCDC25 (P-216) – ανενεργό CDC25, φωσφορυλιώνεται σε σερίνη 216, 14-3-3σ – 14-3-3σ πρωτεΐνη. Σε αμφότερες τις σχηματικές αναπαραστάσεις, μικρά κόκκινα κύκλους με P αντιπροσωπεύουν φωσφορικό ομάδα, ένα (+) πρόσημο υποδηλώνει θετική ρύθμιση, ενώ ένα (-). Σημάδι αντιπροσωπεύει αρνητική ρύθμιση

Η

Περίπου το 65% του G1 μηχανισμών /S (βήματα της αντίδρασης) ήταν υπεύθυνες για το 95% της ευαισθησίας, αντιστρόφως, το δίκτυο βλάβη G2-DNA έδειξε μια ισχυρότερη εξάρτηση από μικρό αριθμό αλληλεπιδράσεων. Από τις 44 G1 /S αντιδράσεις βήματα, 29 ήταν υπεύθυνοι για το 95% της ευαισθησίας (Συμπληρωματικό Υλικό Εικόνα S2). Η κατανομή της αστάθειας δεν ήταν ειδικές για κάποια μεμονωμένη κατηγορία της αλληλεπίδρασης (Πίνακας 1). Η αποφωσφορυλίωση CDC25, η έκφραση της κυκλίνης Ε, η αποικοδόμηση του συμπλόκου κυκλίνης E-CDK2, και η συγκέντρωση του παράγοντα μεταγραφής E2F ταξινομήθηκαν ως τα πιο εύθραυστα στάδια αντίδρασης στην G1 /S σημείου ελέγχου (Πίνακας 1, σύμπλεγμα Ι) . Ένα προηγούμενο μοντέλο της G1 /S από Aguda

et al.

, [33] διαπιστώθηκε ότι, μολονότι pRB και η κυκλίνη E-CDK2 σχηματίζεται μια θετική βρόχος ανάδρασης, δεν αποτελούν μια απότομη στιβαρό διακόπτη στο σημείο περιορισμού, δηλαδή, η αύξηση στην συγκέντρωση δραστικής κυκλίνης Ε-CDK2 ήταν σταδιακή και ευαίσθητη σε παραμέτρους του μοντέλου. Εντούτοις, η προσθήκη CDC25 στο θετικό κυκλίνη E-CDK2-pRB βρόχο ανάδρασης, έκανε το σημείο περιορισμού στιβαρή να μοντέλο παραλλαγή παράμετρο, υποστηρίζοντας έτσι τα ευρήματά μας για τη σημασία των αλληλεπιδράσεων CDC25. Η σύνθεση, η ενεργοποίηση και η υποβάθμιση του CKIs, την έκφραση και την υποβάθμιση των CDC25, συγκέντρωση pRB, την έκφραση της κυκλίνης D και κυκλίνη E-CDK2 μηχανισμούς κυριάρχησε στην δεύτερης κατηγορίας της G1 /S αστάθειας (Πίνακας 1, του συμπλέγματος Β). Tier-τρεις G1 αστάθειας /S εμπλέκονται διάφοροι μηχανισμοί κυκλίνης D, κυκλίνη δραστηριότητα E-CDK2 και E2F έκφραση με τη μεσολάβηση της κυκλίνης Ε (Πίνακας 1, σύμπλεγμα III). Όταν λαμβάνονται μαζί, η πιο βαριά εμπλέκεται G1 /S πρωτεΐνη ήταν κυκλίνη Ε, με 11 από 29 μηχανισμούς, που ακολουθείται από CKIs με έξι, CDC25 και κυκλίνη D το καθένα εμπλέκονται σε πέντε εύθραυστο μηχανισμούς και E2F και pRB καθένα αναφέρονται δύο φορές. Επιπλέον, 16 από τα 29 εύθραυστο παραμέτρους λειτουργικά σχετίζεται με κυκλίνη Ε και δραστικότητα κυκλίνης E-CDK2. Όπως αναμενόταν, η έκφραση και η υποβάθμιση των κυκλινών G1 /S φάσης και των συναφών CKIs τους είχαν προβλεφθεί να είναι σημαντική. Ωστόσο, η έκφραση και η υποβάθμιση της κυκλίνης Ε και άλλων αυτό είναι αλληλεπιδράσεις κατατάχθηκαν υψηλότερα από τα αντίστοιχα των μηχανισμών της κυκλίνης D με την εξαίρεση της διαστάσεως του συμπλόκου κυκλίνης E-CDK2-CKI. Το δίκτυο βλάβη G2-DNA έδειξε μια ισχυρότερη εξάρτηση από μικρό αριθμό μηχανισμών, σε σύγκριση με το G1 /S? ~32% Ή 13 40 μηχανισμών αντιπροσώπευαν το 95% της ευαισθησίας (Συμπληρωματικό Υλικό Εικόνα S2). Συνεπής με G1 /S, δεν υπάρχει ενιαία κατηγορία μηχανισμό κυριαρχούν τη λίστα αστάθειας. Οι πλέον ευαίσθητες μηχανισμοί που σχετίζονται με την παραγωγή και την υποβάθμιση του συμπλέγματος κυκλίνης Β-CDK1 αλλιώς γνωστή ως ωρίμανση Προώθηση Factor (MPF) (Πίνακας 2). Οι πέντε κορυφαίες μηχανισμοί είτε άμεσα είτε συνδέονται στενά με το σχηματισμό και τη δραστηριότητα των MPF ενώ οι μηχανισμοί που οδηγούν την απενεργοποίηση του MPF, π.χ., την έκφραση, την υποβάθμιση και τη δραστηριότητα των p21, 14-3-3σ και Wee1 φωσφορυλίωση κυριάρχησαν τα υπόλοιπα οκτώ μηχανισμούς ( Πίνακας 2, σύμπλεγμα III). Η ενεργοποίηση των ανενεργών συγκρότημα MPF, των οποίων η έκφραση ρυθμίζεται αρνητικά από ρ53, ήταν η πιο ευαίσθητη μηχανισμός G2 (Πίνακας 2, σύμπλεγμα Ι), ακολουθούμενη από preMPF παραγωγή, ενεργοποίηση και τη μεταφορά CDC25 μέσα στον πυρήνα (Πίνακας 2, σύμπλεγμα II). Η διαπίστωση ότι όλες οι σχετικές CDC25 μηχανισμοί ήταν πιο εύθραυστα από Wee1, είναι συνεπής με προηγούμενες εργασίες Aguda [34] η οποία έδειξε ότι παρόλο που και οι δύο Wee1 και CDC25 σχηματίζουν ένα φωσφορυλίωσης-αποφωσφορυλίωσης (PD) βρόχο με MPF, μόνο σύζευξης CDC25 έδωσε αφορμή για ποιοτικά διαφορετική συμπεριφορά. Είναι ενδιαφέρον ότι, ενώ η παραγωγή του ρ53 μόνη της δεν είχε προβλεφθεί να είναι ευαίσθητη, αλληλεπιδράσεις που εμπλέκουν το ρ53 επικρατούσαν, π.χ., η έκφραση των ανενεργών MPF και ρ21, και τα δύο εκ των οποίων ρυθμίζονται από ρ53, είχαν προβλεφθεί να είναι ευαίσθητες. Περίπου το 77% των παραμέτρων Novak και Tyson (57 από 74) ήταν υπεύθυνη για το 95% της ευαισθησίας (Συμπληρωματικό Υλικό Εικόνα S2). Και οι δύο παγκόσμιες και τοπικές συνιστώσες του μοντέλου ήταν προβλέπεται να είναι εύθραυστη. Το πιο ευαίσθητο παγκόσμιου μηχανισμού ήταν η μεταφραστική απόδοση, ενώ τοπικοί μηχανισμοί, όπως η ενεργοποίηση του IE (υποθετική πρωτεΐνη που ενεργοποιεί το Ε3-λιγάση CDC20), η έκφραση της κυκλίνης Β και της υποβάθμισης Cdh1 επίσης αναμένεται να είναι εύθραυστη (Πίνακας 3, συστάδα Ι). Οι μηχανισμοί δεύτερης κατηγορίας συνδέθηκαν με την απορρύθμιση των προγραμματισμένων πρωτεόλυση (Πίνακας 3, του συμπλέγματος Β). Είναι ενδιαφέρον ότι, ενώ το ποσοστό των μηχανισμών που ευθύνονται για το 95% της ευαισθησίας του μοντέλου Novak και Tyson ήταν το μεγαλύτερο από τα τρία μοντέλα, διάφοροι μηχανισμοί στο σύμπλεγμα III είχε μικρές τιμές OSSC, συμπεριλαμβανομένων των περισσότερων από το /τη λογική σημείο ελέγχου G1 S. Έτσι, η δειγματοληψία το συγκρότημα Novak και το μοντέλο Tyson παράγονται λιγότερες πληροφορίες από τις μηχανιστικές μαζική δράση μοντέλα G1 /S και G2-DNA ζημιά βάση.

Η

Η

Τα ποιοτικά συμπεράσματα που προκύπτουν από τη δειγματοληψία τα μοντέλα κυτταρικού κύκλου ήταν ισχυρή για την επιλογή της μεθόδου διαλύματος και το μέγεθος της διαταραχής παράμετρο αλλά ευαίσθητοι προς τον αριθμό των σετ παραμέτρων δειγματοληψίας. Τρεις διαφορετικές αριθμητικές τεχνικές χρησιμοποιήθηκαν για την επίλυση των εξισώσεων ευαισθησία για τον έλεγχο για πιθανή αριθμητική αντικείμενα. Η ρουτίνα ODE15s του Matlab (The MathWorks, Natick ΜΑ), ένα τρίτης τάξης προς τα πίσω-διαφορά έμμεση μέθοδο (BDF3? Βλέπε συμπληρωματικό υλικό S1) και διαβιβάζει πεπερασμένων διαφορά (FD), που παράγεται ποιοτικά παρόμοια αποτελέσματα ευαισθησίας (Εικ. 3). Το χαμηλότερο Spearman rank μεταξύ οποιωνδήποτε δύο μεθόδους (ODE15s έναντι FD για το μοντέλο G1 /S) ήταν 0,91 υποδεικνύοντας μια χειρότερη περίπτωση συσχέτιση των περίπου 91%. Είναι ενδιαφέρον ότι, ενώ η κατάταξη Spearman έδειξε καλή συμφωνία μεταξύ των μεθόδων λύσης, υπήρχαν στατιστικά σημαντικές αλλαγές στις τιμές OSSC αναφέροντας τις μεθόδους λύσης συστηματικά μετατοπίζονται οι μηχανισμοί, δηλαδή, διαφορετικές τιμές OSSC υπολογίστηκαν, αλλά διατηρήθηκε η σειρά ή την κατάταξη των μηχανισμών (βλ Συμπληρωματικό Υλικό Πίνακας S1). Δύο επιπλέον δειγματοληπτικούς ελέγχους διεξήχθησαν για την επαλήθευση της ανθεκτικότητας των ποιοτικών συμπερασμάτων που προέκυψαν από την ανάλυση μας. Πρώτον, το μέγεθος διαταραχή που χρησιμοποιείται για να δημιουργηθούν τα τυχαία οικογένειες παράμετρος μεταβάλλεται για να δοκιμαστεί εάν διαφορετικά συμπεράσματα θα έχουν σχεδιαστεί με διαφορετικά μεγέθη διαταραχής? τιμές OSSC υπολογιζόμενου σε οικογένειες τυχαία παράμετρο που παράγονται χρησιμοποιώντας ± 50%, ± 1-παραγγελία και ± 2-τάξεις μεγέθους έδειξε καμία ποιοτική διαφορά ως ποσοτικά από το βαθμό συσχέτισης Spearman για την /S μοντέλο G1 (Εικ. 4). Η χειρότερη περίπτωση συσχέτιση των 0,90 παρατηρήθηκε μεταξύ του ± 50% και ± 2-παραγγελίες των περιπτώσεων μεγέθους που δείχνει κατά μέσο όρο το 90% των συμπερασμάτων μεταξύ των δύο περιπτώσεων ήταν συνεπής (Εικ. 4C). Μια τέτοια ισχυρή συσχέτιση με Spearman κατατάσσεται σε 2-τάξεις μεγέθους στις τιμές των παραμέτρων θα μπορούσε να υποδηλώνει ότι η δομή του δικτύου (συνδεσιμότητα) είναι πιο σημαντική από τις τιμές των παραμέτρων. Σύγκριση ακριβώς παρόμοιων μηχανισμών σε όλα τα τρία μοντέλα υποστήριξαν την υπόθεση της κυριαρχίας συνδεσιμότητα όπου οι μηχανισμοί που ταξινομούνται είτε ως εύθραυστα ή ισχυρή στις G1 /μοντέλα ζημιά S και G2-DNA ήταν επίσης προβλέπεται ότι θα είναι σημαντικά στο μοντέλο Novak και Tyson, αν και με διαφορετική τάξεις (Πίνακας 4). Υπήρχαν 11 μηχανισμούς που εμφανίστηκε ακριβώς σε κάθε μοντέλο, το 10 μηχανισμοί είχαν ταξινομηθεί ομοίως, ενώ ένα κατετάγη ασυνέπεια. Δεύτερον, η σωρευτική Spearman rank συσχέτιση μεταξύ των αποτελεσμάτων της ευαισθησίας που παράγονται χρησιμοποιώντας τις ODE15s, BDF3 και FD μεθόδους για κάθε μοντέλο υπολογίστηκε ως συνάρτηση του αριθμού των συνόλων παραμέτρων του δείγματος. Ενώ η σωρευτική rank Spearman συγκλίνει προς το μέσο πληθυσμού καθώς ο αριθμός των συνόλων παραμέτρων αυξήθηκε, παρατηρήθηκε εξάρτηση μέγεθος του πληθυσμού (Εικ. 5). Για κάθε μοντέλο, τα αποτελέσματα που αναφέρονται ελήφθησαν στην περιοχή της σύγκλισης? ως εκ τούτου, καμία νέα πληροφορία θα είχε κερδίσει αν στο δείγμα επιπλέον τυχαία σύνολα παραμέτρων.

Κλίμακα Συνολικά μέλος Ευαισθησία Συντελεστές (OSSC) υπολογίστηκαν για κάθε μοντέλο του κυτταρικού κύκλου σε μια οικογένεια τυχαίων συνόλων παραμέτρων (Ν = 500 εκτός εάν σημειώνεται διαφορετικά) που παράγεται από τυχαία διατάραξης τη δημοσιευμένη ορίζεται από ± 1 τάξη μεγέθους. Τρεις διαφορετικές αριθμητικές μέθοδοι χρησιμοποιήθηκαν για την επίλυση των εξισώσεων ευαισθησία για τον έλεγχο για αριθμητικές αντικείμενα. Α-Γ: Αποτελέσματα Ευαισθησία για το μοντέλο Novak και Tyson [32]. Αποτελέσματα Ευαισθησία για το μοντέλο G1 /S σημείο ελέγχου του Qu

et al

, [31]: D-F.. G-I: Αποτελέσματα Ευαισθησία για το μοντέλο ζημιά G2 /M-DNA του Aguda [30]. Οι διαφορετικές αριθμητικές τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την επίλυση των εξισώσεων ευαισθησία δώσουν ποιοτικά παρόμοια αποτελέσματα όπως ποσοτικοποιείται από το βαθμό συσχέτισης Spearman μεταξύ οποιωνδήποτε δύο μεθόδους (κάτω δεξιά γωνία του κάθε οικοπέδου).

Η

Μια οικογένεια των τυχαίων παραμέτρων σετ κατασκευάστηκε (Ν = 150) από την ονομαστική τιμή, όπου κάθε παράμετρος διαταράχθηκε με μέχρι ± 50%, ± 1-παραγγελία ή ± 2-τάξεις μεγέθους. Η ODE15s ρουτίνα του Matlab (The MathWorks, Natick ΜΑ) χρησιμοποιήθηκε για την επίλυση των εξισώσεων ευαισθησία. Α: Αθροιστική Spearman κατατάσσεται μεταξύ των παραμέτρων ορίζει με ± αλλαγή 50% και ± αλλαγή 1order. Β: Αθροιστική Spearman κατατάσσεται μεταξύ των παραμέτρων σύνολα με ± 1 και ± 2-παραγγελίες της αλλαγής μεγέθους. C: Αθροιστική Spearman κατατάσσεται μεταξύ των παραμέτρων ορίζει με ± 50% -και ± 2-παραγγελίες της αλλαγής του μεγέθους

Η

Το κόκκινο-διακεκομμένη γραμμή σε όλες τις περιπτώσεις υποδηλώνει το σωρευτικό Spearman Rank λαμβάνεται με δειγματοληψία. όλα παράμετρος ορίζει για κάθε δύο μεθόδους. Α-Β: Αθροιστική κατάταξη Spearman συναρτήσει του αριθμού των σετ παραμέτρων του δείγματος για το μοντέλο G1-S χρησιμοποιώντας το BDF3 και ODE15s μεθόδους (Α) και πεπερασμένων διαφορών (FD) και τις μεθόδους ODE15s (Β), αντίστοιχα. C-D: Αθροιστική κατάταξη Spearman συναρτήσει του αριθμού των σετ παραμέτρων του δείγματος για το μοντέλο G2-M χρησιμοποιώντας το BDF3 και ODE15s μεθόδους (C) και πεπερασμένων διαφορών (FD) και τις μεθόδους ODE15s (D), αντίστοιχα. E-F: Αθροιστική κατάταξη Spearman συναρτήσει του αριθμού των σετ παραμέτρων του δείγματος για το μοντέλο ολόκληρου του κύκλου με τη χρήση του BDF3 και τις μεθόδους ODE15s (Ε) και πεπερασμένων διαφορών (FD) και ODE15s μεθόδους (F), αντίστοιχα. Σε όλα τα μοντέλα και αριθμητικές μέθοδοι, η αθροιστική κατάταξη Spearman συγκλίνει προς τιμή του πληθυσμού, ωστόσο, το ποσοστό της σύγκλισης, δηλαδή, ο αριθμός των τυχαίων συνόλων που απαιτούνται για να συμπεριληφθούν στο δείγμα, είναι διαφορετική για κάθε μοντέλο και τη μέθοδο.

Η

Συζήτηση

Λογοτεχνία στοιχεία υποστηρίζουν την υπόθεση ότι υπολογιστικά προσδιορίζονται εύθραυστη αλληλεπιδράσεις κυτταρικού κύκλου αντιπροσωπεύουν αποτελεσματικά τους στόχους. Σκεφτείτε την ευθραυστότητα των μηχανισμών CDC25. Μπούτρος

et al.

, Πρόσφατα αναθεωρηθεί ο ρόλος των φωσφατασών CDC25 και αναστολείς CDC25 στην ανθρώπινη εξέλιξη και θεραπεία [35] καρκίνου. Ενώ η αναστολή CDC25 ως στρατηγική θεραπείας του καρκίνου είναι ακόμα στο στάδιο εργαστήριο, διάφορους αναστολείς CDC25 στην ανάπτυξη έχουν δείξει υποσχόμενα αποτελέσματα. Ο αναστολέας CDC25 PM20 ανέστειλε την ανάπτυξη στο ανθρώπινο ηπάτωμα προερχόμενα Hep3B κυτταρικών σειρών σε μια ανασταλτική συγκέντρωση (IC) & gt? 700 nm, ΡΜ-20 ανέστειλε επίσης την ανάπτυξη αρκετών άλλων κυτταρικών σειρών, αν και σε υψηλότερα ICs [36]. BN82685, η οποία ανέστειλε CDC 25Α, Β και Γ

in-vitro

και

in-vivo

και κατέστειλε την ανάπτυξη των HeLa και ανθρώπινου παγκρεατικού όγκου ΜΙΑ PaCa-2 ξενομοσχεύματα σε αθυμικούς γυμνούς ποντικούς, επίσης ανέστειλε την ανάπτυξη των ανθρώπινων κυτταρικών σειρών ανθεκτικών σε κυτταροτοξικά φάρμακα, π.χ., ο ανθρώπινος μυελοβλαστική λευχαιμία κυτταρική γραμμή HL-60 [37]. Ο ανταγωνιστής CDC25, CPD-5, ανέστειλε την ανάπτυξη της κυτταρικής γραμμής ηπατώματος αρουραίου JM-1

in-vitro

και καρκίνου ποντικού κυτταρική γραμμή tsFT210 μέσω της επιλεκτικής αναστολής της CDC25 [38]. Έτσι, η αναστολή της CDC25 αντιπροσωπεύει μια βιώσιμη θεραπευτική επιλογή που θα μπορούσε να επιδιωχθεί περαιτέρω στην κλινική. Αναστολή και αποδόμησης της δραστικής κυκλίνης Ε-CDK2 συγκρότημα, το δεύτερο κατετάγη μηχανισμό στο δίκτυο G1 /S, έχει επίσης γίνει αντικείμενο εκμετάλλευσης ως στρατηγική θεραπείας. Bristol-Myers Squibb (BMS) ανέπτυξαν BMS-387032, έναν αναστολέα κυκλίνης E-CDK2, με IC50 95 ηΜ [39]. Προκλινικές και φάσης Ι μελέτες για τον καρκίνο των ωοθηκών έδειξαν ότι BMS-387032 κατείχε καλύτερη αποτελεσματικότητα από ό, τι φλαβοπιριδόλη, ένα επιπόλαιο αναστολέα CDK [40]. Η φλαβοπιριδόλη, η πρώτη από κυκλίνη αναστολέας κινάσης που εξαρτάται σε κλινικές δοκιμές, μόνο του ή σε συνδυασμό με άλλα φάρμακα επί του παρόντος υπό διερεύνηση σε 52 ενεργού φάσης Ι ή ΙΙ δοκιμές [41]. Η φλαβοπιριδόλη έχει προταθεί για τη θεραπεία της υποτροπιάζουσας, τοπικά προχωρημένο ή μεταστατικό σάρκωμα μαλακών ιστών [42], το λέμφωμα και το πολλαπλό μυέλωμα [43], το μεταστατικό καρκίνο του μαστού (με Trastumuzumab) [44] ή σε συνδυασμό με άλλα φάρμακα (σισπλατίνη και η καρβοπλατίνη ) για τη θεραπεία του προχωρημένου συμπαγών όγκων [45]. Κυκλίνης E έκφρασης, η τέταρτη κατετάγη μηχανισμός του S μοντέλο /G1, έχει επίσης διερευνηθεί θεραπευτικά για την αγωγή των παγκρεατικών καρκίνων του πνεύμονα και [46], [47]. Η συσχέτιση μεταξύ ευθραυστότητα και θεραπευτικής στρατηγικής βρέθηκε επίσης να κρατήσει για το δίκτυο ζημιά G2 /M-DNA. Η ενεργοποίηση του preMPF (σύμπλοκο κυκλίνης Β-CDK1), που καταλύεται από CDC25, προβλέφθηκε να είναι το πιο ευαίσθητο μηχανισμός στο μοντέλο βλάβης G2 /M-DNA, ενώ τρεις από τους μηχανισμούς τεσσάρων δεύτερης βαθμίδας G2 /M-DNA συνδέθηκαν με δραστηριότητα CDC25. Βρυοστατίνη-1, μια κινάση πρωτεΐνης C (PKC) αναστολέα και ανταγωνιστής του συμπλέγματος κυκλίνης Β-CDK1, έχει διερευνηθεί στην κλινική για τη θεραπεία του πολλαπλού μυελώματος [48], υποτροπιάζον λέμφωμα και χρόνια λεμφοκυτταρική λευχαιμία μη Hodgkin [49] . Σε προκλινικά μοντέλα, Βρυοστατίνη-1 έχει επιδείξει δραστικότητα μονού παράγοντα έναντι Β16 μελανώματος, Μ5076 δίκτυο σάρκωμα και L10A Β-κυττάρου λέμφωμα [50] και έχει δειχθεί να διαταράξει κυκλίνη Β-CDK1 σχηματισμό και δραστικότητα συμπλόκου με αρκετούς διαφορετικούς μηχανισμούς [51] , [52]. Όταν λαμβάνεται μαζί, τα κορυφαία εύθραυστο μηχανισμοί τόσο για την G1 /S και G2 /M φάσεις του κυτταρικού κύκλου, εκτιμάται από την ανάλυση ευαισθησίας Monte-Carlo, βρέθηκαν να είναι συνεπής με τη συνεχή προκλινικές και κλινικές δοκιμές για τη θεραπεία της ένα ευρύ φάσμα των ανθρώπινων καρκίνων.

η διαμόρφωση της μεταφραστικής αποδοτικότητας και η χειραγώγηση των προγραμματισμένων πρωτεόλυση, χαρακτηρίστηκε κυρίως μεταξύ της ομάδας των εύθραυστων μηχανισμών σε όλα τα μοντέλα, είναι επίσης ενεργές περιοχές της θεραπευτικής ανάπτυξης. Έναρξη μετάφρασης σε ευκαρυωτικά πιστεύεται ότι είναι περιοριστικό ρυθμού [53] και η υπερέκφραση των συστατικών έναρξης, για παράδειγμα ο παράγοντας έναρξης elF4E, συμβαίνει συχνά σε ανθρώπινους καρκίνους [54]. Arnqvist και συνεργάτες διερευνηθεί η αναστολή της μετάφρασης σε MCF-7 κύτταρα καρκίνου του μαστού εξής κυκλοεξιμίδιο, πουρομυκίνη ή έκθεση εμετίνη υπό την παρουσία και απουσία ινσουλίνης αυξητικού Factor1 (IGF-1) [55]. Η προσθήκη πουρομυκίνης, κυκλοεξιμίδιο και εμετίνη απουσία IGF-1 είχε σαν αποτέλεσμα αυξημένη απόπτωση σε 48 ώρες σε σχέση με τον έλεγχο, ωστόσο, όταν IGF-1 ήταν παρούσα, παρατηρήθηκε μία εξαρτώμενη από τη συγκέντρωση μείωση στην απόπτωση. Bjornsti και Houghton αναθεωρηθεί πρόσφατα μια άλλη μικρή αναστολέα μετάφραση μόριο, Ramapycin [56], η οποία αναστέλλει τον στόχο του Ramapycin πρωτεΐνης (TOR), μία κινάση σερίνης /θρεονίνης εμπλέκονται σε μετάφραση και άλλες λειτουργίες. Ενώ Ramapycin έχει έγκριση FDA ως ανοσοκατασταλτικό, ανάπτυξη αντικαρκινικών θεραπειών υπήρξε βραδεία παρά κατά του όγκου δραστικότητα έναντι καθιερωμένα μοντέλα στερεών όγκων [57], [58]. έχουν ανάλογα Ramapycin έχουν αξιολογηθεί σε κλινικές δοκιμές για τη θεραπεία διαφόρων ενδείξεων, συμπεριλαμβανομένων παιδιατρικών ασθενών με υποτροπιάζουσα ή ανθεκτική οξεία λευχαιμία και καρκίνωμα νεφρικών κυττάρων [56], [59]. αναστολείς πεπτιδίων έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί για να ρυθμίζουν προς τα κάτω μετάφραση π.χ., BL22, μία ανοσοτοξίνη που αναπτύχθηκε για τη θεραπεία της χρόνιας λεμφοκυτταρικής λευχαιμίας (CLL) [60], αποτελείται από το μεταβλητό θραύσμα FV του αντισώματος RFB4 συζευγμένο με το πεπτίδιο ΡΕ38 αντι-μετάφρασης. Η δεύτερη ομάδα των εύθραυστων μηχανισμών προβλέπεται στο Novak και Tyson και γενικότερα σε όλα τα δίκτυα ζημιά G1 /S και G2 /M-DNA εμπλέκεται η απορρύθμιση των προγραμματισμένων πρωτεϊνικής αποδόμησης. Προγραμματισμένη πρωτεόλυση μέσω του πρωτεασώματος Συστήματος ουβικιτίνη (UPS), ένα κρίσιμο συστατικό οδήγησης του κυτταρικού κύκλου εξέλιξης [61], υπήρξε ο στόχος των πολλών διαφορετικών θεραπευτικών εξελίξεις [62]. Η πλήρη διάδοση των πρωτεϊνών στόχων περιλαμβάνει την συντονισμένη δράση του ενζύμου ενεργοποίησης ουμπικιτίνης οικογένεια (Ε1), το ουμπικουϊτίνης-σύζευξη ενζύμου οικογένεια (Ε2) και η οικογένεια ουμπικουιτίνης λιγάσης (Ε3) [63]. Ενώ E1 δυσλειτουργίες δεν έχουν παρατηρηθεί σε καρκίνο, η απορρύθμιση των Ε3 και, σε μικρότερο βαθμό δραστηριότητα Ε2 έχει άμεσα συνδεδεμένη με την πρόοδο του καρκίνου [63]. Το μοντέλο Novak και Tyson έχει μόνο ένα σκελετό αναπαράσταση της UPS, ωστόσο, δεν αντιπροσωπεύει ρητά πρωτεΐνη Division Κυτταρικού Κύκλου 20 (CDC20), Cdh1 και Σύμπλεγμα Προαγωγής Ανάφασης /κυκλόσωμα (APC /C), όλα εκ των οποίων είναι συστατικά Ε3. APC /C είναι ο πυρήνας υπομονάδα στην οποία οι πρωτεΐνες προσαρμογέα CDC20 και Cdh1 δεσμεύουν [64] – [66]. Αναστολή των ειδικών λιγάσες Ε3 παραμένει μια τεχνική πρόκληση [67], ωστόσο, τα ανάλογα cis-ιμιδαζολίνη ονομάζεται Nutlins έχουν αναπτυχθεί οι οποίοι αναστέλλουν MDM2, μια Ε3-λιγάση υπεύθυνη για την αναγνώριση των ρ53.