基本信息
- 項目名稱：
- 小細胞/非小細胞肺癌信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)絡特性分析
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 采用Pajek軟件構(gòu)建小細胞和非小細胞信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)絡拓撲圖。分析發(fā)現(xiàn)調(diào)控小細胞肺癌增殖主要靶點是PIP3、IKK，凋亡響應的主要靶點是CytC、P53、FADD、CASP8、CASP3、Fаs。調(diào)控非小細胞肺癌細胞增殖主要靶點是Raf、PI3K，調(diào)控凋亡主要靶點是：CytC、CASP9、P53、CASP3、CASP8、CASP7、FADD。調(diào)控抑制/阻斷凋亡的主要靶點是：PKB/Akt。
- 詳細介紹：
- 采用Pajek軟件構(gòu)建了一個有140個節(jié)點的小細胞肺癌細胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)絡拓撲圖和一個有138個節(jié)點的非小細胞肺癌細胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)絡拓撲圖，通過分析所構(gòu)建的網(wǎng)絡的節(jié)點度、集聚系數(shù)、介數(shù)等特征量和網(wǎng)絡演化過程，找尋調(diào)控腫瘤細胞增殖、凋亡的主要調(diào)控靶點。 在小細胞/非小細胞肺癌細胞信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)絡中，節(jié)點DNA7能直接把信號轉(zhuǎn)導到最終的接收者使癌細胞凋亡或增殖。只要抑制/阻斷節(jié)點DNA7通往細胞增殖的信號通路，即可抑制增殖，通過有效的科學手段去促使癌細胞的凋亡，節(jié)點DNA7很有可能就是要找的調(diào)控位點即靶點，但是一般信使分子（離子）是很難入核的，在臨床上很難實現(xiàn)。通過網(wǎng)絡的最終演化拓撲圖，可知調(diào)控小細胞肺癌細胞增殖的主要靶點是PIP3、IKK。調(diào)控癌細胞凋亡響應的主要靶點是CytC、P53、FADD、CASP8、CASP3、Fаs。調(diào)控非小細胞肺癌細胞增殖的主要調(diào)控中心是Raf、PI3K。調(diào)控凋亡的主要靶點是：CytC、CASP9、P53、CASP3、CASP8、CASP7、FADD。調(diào)控抑制/阻斷凋亡的主要靶點是：PKB/Akt。 利用信號轉(zhuǎn)導的調(diào)控機制，發(fā)現(xiàn)凋亡誘導的主要靶點，為在治療疾病中分子靶點的選取，提供重要的參考價值。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 通過研究小細胞/非小細胞肺癌癌細胞信號調(diào)控及抑制/阻斷信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)絡的特性揭示其調(diào)控機制，從而篩選出小細胞/非小細胞肺癌癌細胞的凋亡誘導靶點，為肺癌的治療提供有價值的參考方案。 首先利用pajek軟件構(gòu)建信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)絡，計算度、介數(shù)、集聚系數(shù)找尋影響信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)絡的重要節(jié)點，然后分析去除重要節(jié)點后的演化網(wǎng)絡，從而得到有價值的靶點。
科學性、先進性及獨特之處
- 構(gòu)建大規(guī)模細胞信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)絡能夠增進對復雜的細胞行為的認識，有助于闡明細胞信號轉(zhuǎn)導機制，對于認識細胞的增殖、分化、代謝、凋亡、癌變及死亡等各種生命現(xiàn)象和生命活動本質(zhì)有重大意義。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 在分子水平上認識小細胞和非小細胞肺癌程序性死亡（凋亡）的機制，對于探求新的診療手段具有實用價值和現(xiàn)實意義。
學術(shù)論文摘要
- 采用Pajek軟件構(gòu)建了140個節(jié)點的小細胞肺癌和138個節(jié)點的非小細胞肺癌細胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)絡拓撲圖，通過分析所構(gòu)建的網(wǎng)絡的節(jié)點度、集聚系數(shù)、介數(shù)等特征量和網(wǎng)絡演化過程的分析，找尋調(diào)控腫瘤細胞增殖、凋亡的主要調(diào)控靶點。 在小細胞/非小細胞肺癌細胞信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)絡中，節(jié)點DNA7能直接把信號轉(zhuǎn)導到最終的接收者使癌細胞凋亡或增殖。只要抑制/阻斷節(jié)點DNA7通往細胞增殖的信號通路，即可抑制增殖，通過有效的科學手段去促使癌細胞的凋亡，節(jié)點DNA7很有可能就是要找的調(diào)控位點即就是靶點，但是一般信使分子（離子）是很難入核的，在臨床上是很難實現(xiàn)。通過網(wǎng)絡的最終演化拓撲圖，可知調(diào)控小細胞肺癌細胞增殖的主要靶點是PIP3、IKK。調(diào)控癌細胞凋亡響應的主要靶點是CytC、P53、FADD、CASP8、CASP3、Fаs。調(diào)控非小細胞肺癌細胞增殖的主要調(diào)控中心是Raf、PI3K。調(diào)控凋亡的主要靶點是：CytC、CASP9、P53、CASP3、CASP8、CASP7、FADD。調(diào)控抑制/阻斷凋亡的主要靶點是：PKB/Akt。
獲獎情況
- Features analysis of small-cell lung cancer signal transduction network by method of complex network 在2009 2nd International Conference on Future Biomedical Information Engineering(FBIE2009)(2009年第二屆IEEE未來生物醫(yī)學工程國際學術(shù)研討會)會議論文集發(fā)表，現(xiàn)已被EI全文收錄。
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1]Albert R, Barabási A?L. Statistical mechanics of complex networks. Rev. Mod.Phys[J].2002,74:47-97. [2] Newman M.E.J. The structure and function of complex networks. SIAM Review [J].2003,45(2):167–256. [3] Strogatz S.H. Exploring complex networks. Nature[J]. 2001,410:268-276. [4] 吳金閃,狄增如. 從統(tǒng)計物理學看復雜網(wǎng)絡研究,物理學進展[J]. 2004年第1期. [5] 郭雷,許曉鳴. 復雜網(wǎng)絡[M]. 上海:上?？萍冀逃霭嫔? 2006,166-183. [6] 方錦清,汪小帆,劉曾榮. 略論復雜性問題和非線性復雜網(wǎng)絡系統(tǒng)的研究. 科技導報[J]. 2004,22(2):9-12. [7] 翟中和,王喜忠,丁明孝. 細胞生物學[M]. 北京:高等教育出版社. 2005,256-258.
同類課題研究水平概述
- 采用復雜網(wǎng)絡方法研究生物信息調(diào)控機制，自二十世紀九十年代以來，逐步成為細胞信號轉(zhuǎn)導的重要熱點。Albert R和Barabási A?L從統(tǒng)計力學的一般原理出發(fā)，比較詳細的分析了復雜網(wǎng)絡的性質(zhì)，為復雜網(wǎng)絡的應用奠定了比較扎實的理論基礎。Newman M E 著重研究了復雜網(wǎng)絡的一般結(jié)構(gòu)性質(zhì)，并對復雜網(wǎng)絡的功能進行了系統(tǒng)探討。Williams. R.J對網(wǎng)絡中邊的關系以及邊的連結(jié)對網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡的穩(wěn)定性進行了比較詳細的研究。Dorogovtsev S. N和 Mendes J. F則重點研究了復雜網(wǎng)絡在各種擾動下的穩(wěn)定性以及演化趨勢，使網(wǎng)絡應用更接近于生物體的實際過程，更注重信號轉(zhuǎn)導的生物特性。Watts D J 和 Strogatz S H則更直接的研究了復雜網(wǎng)絡信號過程的動力學特性。這些研究還屬于基礎性研究。 隨著生物信息學的快速發(fā)展，生物信息學與計算機科學的滲透和融合，各種二級信息庫的建立，復雜網(wǎng)絡真正成為一種系統(tǒng)化的工具，研究腫瘤的增殖、代謝和凋亡，在這一方面，以日本的KEGG網(wǎng)站最為出色。 在國內(nèi)，自2000年彭黎明、王曾禮所編著的細胞凋亡的基礎和臨床出版以來，以細胞凋亡機制的探討為重點的生理學、病理學研究日益深入。吳金閃和狄增從統(tǒng)計物理學角度對復雜網(wǎng)絡研究的結(jié)構(gòu)、功能物理特性、應用范圍等進行了廣泛深入的分析論述。方錦清等則從方法論角度討論了復雜網(wǎng)絡的非線性和復雜性問題，推動了復雜網(wǎng)絡的基礎和應用研究。采用復雜網(wǎng)絡方法研究實際生物學的生理和病理過程，受到越來越多的關注。郭雷、許曉鳴出版了復雜網(wǎng)絡一書，復雜網(wǎng)絡方法進行了比較系統(tǒng)全面的介紹，為復雜網(wǎng)絡方法的普及廣泛應用起到了進一步促進作用。
