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基于混合代理的微生物系统建模方法。 (英语) Zbl 1400.92209号

概述:系统生物学模型通常采用微分方程或基于代理的建模方法来模拟整个过程。基于微分方程的模型预设了现象学细胞内行为机制,而基于多智能体方法的模型通常使用直接翻译的、定量上不太精确的if-then逻辑规则构造。我们提出了一种基于混合代理方法的可扩展系统模型,其中生物细胞被建模为个体(代理),而分子由量表示。实体表示中的这种混合需要一种与基于代理的行为规则和微分方程相结合的建模策略,从而平衡可扩展模型粒度和计算可处理性的要求。我们用趋化性模型证明了这种方法的有效性,该模型涉及对细胞和分子的分析。该模型产生的细胞迁移模式与实验室观察结果相当。

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第92页第42页 系统生物学、网络
92C45型 生化问题中的动力学(药代动力学、酶动力学等)
92立方37 细胞生物学
92立方厘米 细胞运动(趋化性等)

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参考文献:

[1] 安德尔,M。;贝尔特拉奥,P。;迪文图拉,B。;Ferkinghoff Borg,J。;Foglierini,M。;卡普兰,A。;Lemerle,C。;托马斯·奥利维拉,I。;Serrano,L.,Smartcell,一个模拟细胞过程的框架,将随机近似与扩散和定位相结合:简单网络分析,IEE系统。生物学,1,1,129-138,(2004)
[2] 塞拉达,F。;Seiden,P.E.,免疫系统中细胞相互作用的计算机模型,Immunol。今天,13,2,56-62,(1992)
[3] Cyster,J.G.,《趋化因子和树突状细胞在淋巴器官T细胞区的归巢》,《实验医学杂志》,189,3,447-450,(1999)
[4] Cyster,J.G.,白细胞迁移:T区气味,当前。生物,10,1,R30-R33,(2000)
[5] Devreotes,P.N。;Zigmond,S.H.,《真核细胞的趋化作用:白细胞和网柄菌的研究》,《细胞生物学年鉴》。,4, 649-686, (1988)
[6] 艾森巴赫,M。;Lengeler,J.W。;瓦伦,M。;Gutnick,D。;梅丽,R。;斐特尔,R.A。;Segall,J.E。;奥曼,G.M。;田田,A。;Murakami,F.,化学出租车,(2004),伦敦帝国理工学院出版社
[7] Emonet,T。;马卡尔,C.M。;北,M.J。;Wickersham,C.E。;Cluzel,P.,Agentcell:细菌趋化性的数字单细胞分析,生物信息学,21,11,2714-2721,(2005)
[8] Fauci,A.S.,《艾滋病毒和艾滋病:20年的科学》,Nat.med.,9,7,839-843,(2003)
[9] 斐特尔,R.A。;Chung,C.Y.,《趋化性的分子遗传学:对趋化剂梯度的感知和响应》,《生物论文》,22,7,603-615,(2000),doi:10.1002/1521-1878(200007)22:7<603::AID-BIES3>3.0.CO;2-#
[10] A.格里洛。;Caetano,A。;Rosa,A.,通过复杂自适应系统模型进行免疫系统仿真,()
[11] 总直径。;Strand,R.,基于代理的模型能帮助对大规模实际问题做出决策吗?哲学分析,复杂性,5,6,26-33,(2000),doi:10.1002/1099-0526(200007/08)5:6<26::AID-CPLX6>3.0.CO;2-G型
[12] 郭,Z。;Tay,J.C.,HIV-1感染下免疫系统动力学建模策略的比较研究,(),220-233
[13] 郭,Z。;Tay,J.C.,多智能体免疫模拟模型中的多时间尺度事件调度,生物系统,(2007)
[14] 郭,Z。;Tay,J.C.,粒度和基于代理的模型的验证,()
[15] 郭,Z。;Han,香港。;Tay,J.C.,基于多智能体模拟的HIV-1发病机制的充分性验证,(),305-312
[16] A.C.盖顿。;Hall,J.E.,《医学生理学教科书》(2000年),桑德斯·费城
[17] Heath,M.T.,《科学计算:导论调查》,(2005年),纽约麦格劳-希尔出版社·Zbl 0903.68072号
[18] 海特,B。;Kubes,P.,《测量趋化性和趋化性:糖下细胞迁移试验》,《科学》。STKE,170,第5页,(2003)
[19] R.D.霍夫曼。;Klingerman,M。;桑特,T.M。;安德森,N.D。;Shin,H.S.,通过溶血磷脂酰胆碱梯度对淋巴母细胞的立体特异性化学吸引,Proc。国家。美国科学院。科学。美国,79,3285-3289,(1982)
[20] 侯赛尼,P.R,模式形成和基于个体的模型:理解基于个体的运动的重要性,Ecol。型号。,194, 357-371, (2006)
[21] 雅各布,C。;Litorco,J。;Lee,L.,《群体免疫:基于代理的人类免疫系统模拟》,(),400-412
[22] Janeway,首席执行官。;特拉弗斯,P。;瓦尔波特,M。;Shlomchik,M.,《免疫生物学:健康与疾病中的免疫系统》,(2001),加兰德科学出版社
[23] Jones,G.E.,巨噬细胞迁移和趋化中的细胞信号,J.白细胞。生物学,68,593-602,(2000)
[24] Keller,E.F。;Segel,L.A.,趋化模型,J.theor。生物,30,225-234,(1971)·Zbl 1170.92307号
[25] Keller,E.F。;Segel,L.A.,《趋化细菌的游动带:理论分析》,J.theor。生物学,30,2,235-248,(1971)·Zbl 1170.92308号
[26] Kitano,H.,《系统生物学:简要概述》,《科学》,2955601662-1664,(2002)
[27] Klabunde,R.E.,2006年。来自⟨的心血管生理学概念http://www.cvphysiology.com/Hemodynamics/H006.htm; Klabunde,R.E.,2006年。来自⟨的心血管生理学概念http://www.cvphysiology.com/Hemodynamics/H006.htm
[28] Kleinstein,S.H。;Seiden,P.E.,模拟免疫系统,计算机。科学。工程,2,4,69-77,(2000)
[29] 劳芬伯格博士。;罗思曼,C。;Zigmond,S.H.,用线性糖下迁移试验测量白细胞运动性和趋化性参数,免疫学杂志。,131, 2, 940-947, (1983)
[30] 林,F。;Nguyen,C.M.-C。;王世杰。;西萨阿迪。;总额,S.P。;Jeon,N.L.,有效中性粒细胞趋化性受平均IL-8浓度生物化学的强烈影响。生物物理学。公共资源。,319, 2, 576-581, (2004)
[31] 马修斯,C.K。;van Holde,K.E。;埃亨,K.G.,《生物化学》(2000),艾迪森·韦斯利,朗曼·雷丁,马萨诸塞州,纽约
[32] Merieb,E.N.,《人体解剖学和生理学基础》(2006),皮尔逊
[33] T.J.米奇逊。;Cramer,L.P.,基于肌动蛋白的细胞运动和细胞运动,细胞,84,371-379,(1996)
[34] Nelson,P.,《生物物理:能量、信息、生命》(2004),W.H.Freeman和纽约公司
[35] Nowak,文学硕士。;R.M.安德森。;麦克莱恩,A.R。;沃尔夫斯,T.F.W。;Goudsmit,J。;May,R.M.,《抗原多样性阈值与艾滋病的发展》,《科学》,254,5034,963-969,(1991)
[36] 母公司,注册会计师。;Devreotes,P.N.,《细胞的方向感》,《科学》,284,5415,765-770,(1999)
[37] Perelson,A.S。;Nelson,P.W.,HIV-1体内动力学的数学分析,SIAM rev.,41,1,3-44,(1999)·Zbl 1078.92502号
[38] Railsback,S.F.公司。;哈维,B.C.,《使用基于个体的模型分析居住选择规则》,生态学,83,7,1817-1830,(2002),doi:10.1890/0012-9658(2002)083[1817:AOHSRU]2.0.CO;2
[39] Railsback,S.F.公司。;汉伯森,R.H。;不列颠哥伦比亚省哈维市。;Duffy,W.E.,溪流鱼类个性化模型的运动规则,Ecol。型号。,123, 2-3, 73-89, (1999)
[40] 罗伊特,I.M。;Delves,P.J.,《基本免疫学》(2001),牛津大学布莱克威尔科学
[41] Sallusto,F。;Schaerli,P。;Loetscher,P。;Schaniel,C。;Lenig,D。;麦凯,C.R。;Q.Shixin。;Lanzavecchia,A.,《树突状细胞成熟过程中趋化因子受体表达的快速协调切换》,《欧洲免疫学杂志》。,28,922760-2769,(1998),doi:10.1002/(SICI)1521-4141(199809)28:09<2760::AID-IMMU2760>3.0.CO;2-牛顿
[42] 桑切斯·马德里,F。;Del Pozo,M.A.,细胞迁移和免疫相互作用中的白细胞极化,Embo j.,18,3,501-511,(1999)
[43] 沙夫,J。;芬克,C.C。;Slepchenko,B。;Carson,J.H。;Loew,L.M.,《细胞结构和功能建模的通用计算框架》,生物物理学。J.,73,31135-1146,(1997)
[44] Sherrat,J.A.,真核细胞中的趋化性和趋化性:Keller-Segel方程作为详细模型的近似值,Bull。数学。生物学,56,1,129-146,(1994)·Zbl 0789.92017
[45] 斯洛特,P.M.A。;蒂拉多·拉莫斯,A。;Altinatas,K。;Bubak,M。;Boucher,C.,《从分子到人:个性化电子健康中的决策支持》,计算机,39,11,40-46,(2006)
[46] Sozzani,S。;Allavena,P。;达米科,G。;Imai,T。;O.Yoshie。;博内奇,R。;Mantovani,A.,《前沿:树突状细胞成熟过程中趋化因子受体的差异调节:其贩运特性的模型》,免疫学杂志。,161, 1083-1086, (1998)
[47] 斯特克尔,D.J。;帕克,首席执行官。;Nowak,M.A.,淋巴细胞再循环模型,免疫学。今天,18,5,216-221,(1997)
[48] Stix,G.,《对HIV的新攻击》,科学。2006年6月76-79日上午
[49] 高桥,K。;Yugi,K。;桥本,K。;Yamada,Y。;Pickett,C.J.F。;Tomita,M.,《细胞模拟中的计算挑战:软件工程方法》,IEEE intell。系统。,17, 5, 64-71, (2002)
[50] 高桥,K。;Arjunan,S.N.V.公司。;Tomita,M.,《信号通路的系统生物学空间——朝向硅片中细胞内分子拥挤》,FEBS ett。,579, 8, 1783-1788, (2005)
[51] R.T.特兰基略。;Zigmond,S.H.公司。;Lauffenburger,D.A.,低糖迁移试验中人类中性粒细胞趋化系数的测量,细胞运动。细胞骨架,11,1-15,(1988)
[52] Wei,S.H。;I·帕克。;M.J.米勒。;Cahalan,M.D.,淋巴结内淋巴细胞运动和贩运的随机观点,免疫学。修订,195,136-159,(2003)
[53] Weninger,W。;克劳利,文学硕士。;Manjunath,北卡罗来纳州。;von Andrian,U.H.,原始、效应和记忆CD8+T细胞的迁移特性,实验医学杂志,194,7,953-966,(2001)
[54] 韦恩斯,D。;Omicini,A。;Odell,J.,《环境作为多智能体系统中的第一类抽象》,Auton。agent多agent系统。,14, 5-30, (2006)
[55] Zigmond,S.H.公司。;沙利文,J.L。;Lauffenburger,D.A.,趋化肽受体调节的动力学分析,细胞生物学杂志。,92, 34-43, (1982)
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