GYS2 与 p53 抑制 HBV 相关的肝癌进展

本文基于 Hill 动力学与 Michaelis-Menten 方程,建立理论模型研究糖原合酶2 (GYS2) 与 p53 蛋白抑制乙肝病毒(HBV)相关的肝癌进展。理论模型考虑乙肝病毒x蛋白 (HBx)、组蛋白脱乙酰基酶1 (HDAC1)与乙酰化的p53(p53AC) 结合形成复合体,抑制GYS2 表达,以及GYS2通过调控增强稳态 p53(Sp53) 表达,进而抑制肝癌(HCC)的发生发展。研究发现,GYS2 灵敏地调控 Sp53 表达上调,从而使得未乙酰化的Sp53(FSp53) 表达提升,抑制 HCC 的发生发展。部分 Sp53 经过 p300 蛋白乙酰化后与 HBx、 HDAC1 结合形成复合体,通过负反馈抑制 GYS2表达。通过考察不同浓度 HBx 条件下 GYS2 与 FSp53 的动力学特性,我们发现,较高浓度的 HBx 减弱了 GYS2 表达,进而弱化了下游 FSp53 的表达水平。另外,p300 与部分 Sp53 结合,也在一程度上调低了 FSp53 的表达水平,减弱了 FSp53 对 HCC 的抑制程度,从而促进了HCC 发生发展。理论结果符合实验,并进一步揭示 GYS2 与 p53调控的 HCC 的抑癌机理,可为设计阻断乙型肝炎向 HCC 转变通路的治疗方案提供理论依据。     

HBx 诱发肝脏糖原代谢的昼夜节律性异常

在本文中,基于Hill 动力学与 Michaelis-Menten 方程,建立理论模型研究乙肝病毒x蛋白(HBx)诱发肝脏糖原代谢的昼夜节律性改变。理论模型考虑：HBx、组蛋白脱乙酰基酶1 (HDAC1) 与乙酰化的p53(p53AC) 结合形成复合体,并抑制 GYS2 表达;CLOCK 基因通过调控昼夜节律mRNA(Circadian mRNA)和频率蛋白(FRQ)的表达合成,调节 GYS2 磷酸化/去磷酸化的昼夜节律性。研究发现,在较低 HBx 浓度条件下,磷酸化的 GYS2 (pGYS2) 和去磷酸化的 GYS2 (dGYS2) 随时间演化,呈现了周期性的振荡特性。GYS2 通过磷酸化作用抑制其活性,通过去磷酸化,GYS2 被激活,这种磷酸化/去磷酸化转变保持了肝脏糖原代谢的昼夜节律性。在较高 HBx 浓度条件下,dGYS2 随时间演变的周期振荡节律性被改变,并且振荡幅度降低。由此表明,较高浓度的 HBx 则会在很大程度上改变 GYS2 去磷酸化的活性,GYS2 磷酸化/去磷酸化转变的昼夜节律性会被 HBx 破坏。另外,HBx 与 HDAC1、p53AC 形成复合体协同抑制 GYS2,也会在很大程度上改变 GYS2 磷酸化/去磷酸化转变的昼夜节律性。糖原代谢昼夜节律性的改变,导致肝脏内糖原代谢紊乱,进而促使肝癌(HCC)的发生发展。理论结果符合实验,并进一步揭示了 HBx 诱发肝脏糖原代谢紊乱,进而导致 HCC 的发生发展的一种致癌机理,可为设计阻断 HBV 向 HCC 转变通路的治疗方案提供理论依据。     

Nogo-B与JCAD诱导肝癌基因激活

基于Hill动力学结合Michaelis-Menten方程,本文建立理论模型研究内质网定位的蛋白Nogo-B与冠状动脉疾病相关连接蛋白JCAD诱导肝癌(HCC)基因激活.理论模型考虑:(1) Nogo-B诱导oxidized low density lipoprotein (oxLDL)蛋白降解,降解的oxLDL(DoxLDL)通过促进Lysopho-sphatidic acid (LPA)合成而激活HCC基因表达;(2) JCAD与large tumor suppressor homolog 2 (LATS2)激酶相互作用调节Yes-associated protein (YAP)蛋白磷酸化,进而激活Hippo信号通路中与肿瘤形成相关的增殖因子,导致HCC的发生发展.研究发现,oxLDL在很短的时间内降解,DoxLDL会很快激活下游级联通路信号(Lysophosphatidylcholine (LPC)、autotaxin(ATX)、LPA等),在很大程度上提升了Hippo信号通路中YAP的活性,进而激活下游癌基因(connective tissue growth factor (C...     

胰岛素通过CREB调节肝脏糖异生的模型化研究

本文基于Hill动力学与Michaelis-Menten方程,建立理论模型研究胰岛素通过环磷腺苷效应元件结合蛋白(CREB)调节肝糖异生的物理机制.理论模型考虑胰岛素通过CREB调节过氧化物酶体增活化受体γ辅助活化因子(PGC)联级信号,进而调控肝脏糖异生,影响糖代谢信号通路特性.研究发现,在异常胰岛素(Ginsulin)作用下CREB表达提升,进一步刺激了磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1(Pck1)表达.通过Pck1的调控,柠檬酸盐酯(citrate)、α-酮戊二酸(α-keto glutarate)、苹果酸酯(Malate)、草酰乙酸盐(Oxaloacetate)出现了不同的代谢水平.高表达的CREB会上调Pck1的表达水平,通过CREB、Pck1的调节作用,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate)转化为白藜芦醇(Pyruvate)的水平提升,进而促使citrate、α-keto glutarate、Malate、Oxaloacetate大幅度升高,最终影响细胞葡萄糖代谢.在糖异生基因的调控作用下,较高浓度的葡萄糖(Glocose),使得phosphoenolpyr...     

Hes1调控 AKT-MDM2-p53-PTEN通路的一种物理机制

基于Hill动力学与Michaelis-Menten方程，建立理论模型研究发状分裂相关增强子1(hairy and enhancer of split 1,Hes1)调控蛋白激酶B (Protein Kinase B,AKT)-鼠双微体2 (Murine Double Minute2,MDM2)-抗癌基因p53(p53)-第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源的基因(Phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten,PTEN)通路的一种物理机制.研究发现，Hes1通过与PTEN结合抑制PTEN表达，并调控AKT信号.表明了Hes1蛋白的合成，以及Hes1与PTEN相互作用调控AKTMDM2-p53-PTEN通路信号，将会有效地控制细胞结果 . Hes1作为AKT-MDM2-p53-PTEN信号通路中上游调节的重要因素，还可以在一定程度上通过影响p53蛋白功能，改变p53对肿瘤的抑制性.理论结果可用于预测Notch通路信号异常诱导的致癌性，并进一步揭示了Notch信号通路影响细胞AKT-MDM2-p53-PTEN通路的激活...     

胰岛素通过CREB调节肝脏糖异生的模型化研究

本文基于Hill动力学与Michaelis-Menten方程,建立理论模型研究胰岛素通过环磷腺苷效应元件结合蛋白(CREB)调节肝糖异生的物理机制.理论模型考虑胰岛素通过CREB调节过氧化物酶体增活化受体γ辅助活化因子(PGC)联级信号,进而调控肝脏糖异生,影响糖代谢信号通路特性.研究发现,在异常胰岛素(Ginsulin)作用下CREB表达提升,进一步刺激了磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1(Pck1)表达.通过Pck1的调控,柠檬酸盐酯(citrate)、α-酮戊二酸(α-keto glutarate)、苹果酸酯(Malate)、草酰乙酸盐(Oxaloacetate)出现了不同的代谢水平.高表达的CREB会上调Pck1的表达水平,通过CREB、Pck1的调节作用,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate)转化为白藜芦醇(Pyruvate)的水平提升,进而促使citrate、α-keto glutarate、Malate、Oxaloacetate大幅度升高,最终影响细胞葡萄糖代谢.在糖异生基因的调控作用下,较高浓度的葡萄糖(Glocose),使得phosphoenolpyruvate浓度提升,并且在Pck1的调控作用下,phosphoenolpyruvate转化为Pyruvate的量增多,也会使得citrate、α-keto glutarate、Malate、Oxaloacetate大幅度提升.理论结果进一步深刻揭示了胰岛素、CREB蛋白,以及糖异生基因对细胞糖代谢新的调控机理,可为设计阻断糖尿病转变通路的治疗方案提供理论依据.     

糖原合酶激酶3(GSK3)介导的胰岛素对糖原 合酶2(GYS2)的抑制调节

本文基于Hill 动力学与 Michaelis-Menten 方程,建立理论模型研究肝癌(HCC)进展过程的微环境中,糖原合酶激酶3(GSK3)介导的胰岛素对糖原代谢的抑制调节,以及 P53 蛋白恢复调节糖原代谢异常的作用。分析了胰岛素激活 AKT 激酶影响 GYS2 磷酸化/去磷酸化转变的昼夜节律性,以及 P53 通过抑制 AKT,对 GYS2 磷酸化/去磷酸化转变的昼夜节律性异常的调节恢复特性。研究发现,胰岛素激活并提升 AKT 的表达水平,经过 AKT 的催化作用,GSK3 的表达被抑制减弱,进而增强了 GYS2 的磷酸化和失活。在胰岛素浓度较低的情况下,GYS2 去磷酸化激活的昼夜节律性会被改变,进而改变了 GYS2 昼夜节律的合成规律。在较高胰岛素浓度条件下,去磷酸化的 GYS2(dGYS2) 随时间演变的周期振荡性会被极大地改变,GYS2 昼夜节律的合成规律被破坏。改变 P53 的表达水平,我们发现,P53 对较低和较高胰岛素浓度条件下 dGYS2 异常的昼夜节律演化性,有明显的调节恢复作用。通过 P53 的调节,dGYS 随时间演化异常紊乱的昼夜节律性被还原,GYS2 恢复昼夜节律的合成。理论结果符合实验,并进一步分析了 GSK3 介导的胰岛素调节 GYS2 磷酸化/去磷酸化转变的昼夜节律性的调节机理,以及 P53 对GYS2 磷酸化/去磷酸化转变异常的调节恢复特性,进而揭示了 HCC 发生发展的一种致癌、抑癌机理,可为设计阻断致癌转变的通路治疗方案提供理论依据。     

胰岛素异常积累诱发转移性致癌通路激活的模型化研究

本文基于质量作用动力学与Michaelis-Menten方程建立理论模型,研究胰岛素异常积累诱发转移性致癌通路激活特性.理论模型考虑胰岛素通过激活PI3K-AKT-mTOR信号传导途径调控AKT-MDM2-P53-PTEN信号通路,以及胰岛素异常积累诱发JAK2/STAT5转移性致癌通路信号激活特性.研究发现,在JAK2/STAT5通路信号传导过程中,酪氨酸磷酸化的STAT5单体迅速转化为STAT5二聚体.随着异常胰岛素积累的增加,磷酸化的STAT5二聚体、酪氨酸磷酸化STAT5二聚体表达水平进一步提升.由此表明了,异常胰岛素积累诱发JAK2/STAT5转移性致癌通路激活.胰岛素异常积累通过直接提升JAK2的表达,导致了AKT的表达异常升高,致使细胞糖原代谢紊乱,P53蛋白抑癌作用降低,促进的癌症的发生发展. miR-378作为非常重要的抑癌因子,在JAK2/STAT5转移性致癌信号通路信号作用下,miR-378的抑癌效应被明显削弱,由此也表明了转移性癌症的复杂性.通过分析模型中各参数的敏感性,确定了JAK2/STAT5信号通路创设致癌微环境的灵敏性.本文理论结果符合实验理论观测,可为...     

VPRBP 蛋白与Abl 激酶诱发、抑制前列腺癌的 一种物理机制

在本文基于Hill动力学与Michaelis-Menten方程,建立理论模型研究VPRBP蛋白与Abl激酶诱发、抑制前列腺癌的一种物理机制.研究发现,DNA损伤使得ATM(共济失调毛细血管扩张症突变)很快激活,并激活上调p53蛋白表达,DNA损伤的后续破坏会在很大程度上通过p53表达上调而被抑制. VPRBP通过上调MDM2蛋白的激活水平,使得p53表达水平异常,进而无法正常抑制前列腺癌的发生发展.通过考察Abl在前列腺癌进程中的作用发现,Abl使得AKT的表达水平下调,由于Abl对AKT的抑制作用,致使在AKT信号通路中MDM2表达水平受到抑制,进而稳定p53表达.由此表明了,过少的Abl对AKT的抑制程度减弱,不仅使得细胞代谢出现紊乱,而且还会促使p53正常的周期表达水平异常,对DNA损伤诱发的肿瘤抑制性减弱,进而促进前列腺癌的发生发展.基于本文模型,可以预测VPRBP与Abl作为诱发、抑制前列腺癌的调节剂对现有和潜在的抗癌治疗较为敏感. VPRBP与Abl在诱发、抑制前列腺癌过程中的时滞效应,导致信号通路中p53与PTEN蓄积量增多、AKT蓄积量减少,以及Plk1周期振荡相位转移...     

Nogo-B诱导oxLDL降解与肝癌基因激活

本文基于Hill动力学与Michaelis-Menten方程,建立理论模型研究内质网定位的蛋白Nogo-B诱导调节氧化修饰低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein(oxLDL))降解与肝癌基因激活.理论模型考虑oxLDL*(降解的oxLDL)-Nogo-B-Yes-associated protein (YAP)通路,研究发现,oxLDL的降解,促进了大量的Lysopho-sphatidic acid (LPA)产生,之后便会提高Hippo信号通路YAP活性,激活了癌基因的表达;经过约5小时Nogo-B表达上调,Nogo-B决定着Nogo-B与Autophagy-related 5 gene(ATG5)的复合体NA,NA调控oxLDL的降解,未降解的oxLDL会诱导Nogo-B表达上调,激活了oxLDL*-Nogo-B-YAP通路,理论结果符合实验结果,并揭示非酒精性脂肪肝病诱发的肝癌的致病机理,可以为设计阻断肝炎向肝癌转变的通路治疗方案提供理论依据.