本文關(guān)鍵詞：行為概率的數(shù)學(xué)模型，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

作者：Philip D. Hodgkin 發(fā)布時間：2012-1-18 15:34:08

近日來自澳大利亞沃爾特伊麗莎•霍爾研究所免疫學(xué)部的研究人員在B細(xì)胞研究中獲得了令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，他們證實B細(xì)胞可在某種程度上控制自己的命運。這一研究發(fā)現(xiàn)將在很大程度上改變科學(xué)家們對于細(xì)胞命運決定因素的理解。相關(guān)研究論文于1月5日發(fā)表在《科學(xué)》（Science）雜志上。

當(dāng)B細(xì)胞在淋巴結(jié)中增殖時，它面臨著多種命運的抉擇：其中較為常見的命運包括細(xì)胞死亡、細(xì)胞分裂、成為能夠分泌抗體的細(xì)胞或是改變它們產(chǎn)生的抗體。過去在科學(xué)界普遍認(rèn)可的觀點是B細(xì)胞的命運取決于例如特定激素或細(xì)胞信號分子等外部信號。

在新研究中來自沃爾特伊麗莎•霍爾研究所免疫學(xué)部的負(fù)責(zé)人Phil Hodgkin及同事Mark Dowling,博士、Cameron Wellard博士和Jie Zhou等發(fā)現(xiàn)B細(xì)胞的命運在很大程度上是由內(nèi)部的程序所決定。

為了驗證他們的理論，沃爾特伊麗莎•霍爾研究所的研究人員與澳大利亞國家信息與通信技術(shù)部門的John Markham展開協(xié)作，開發(fā)了新型技術(shù)與圖像分析方法，通過重建B細(xì)胞分化形成不同細(xì)胞類型所需的條件，對B細(xì)胞進(jìn)行了追蹤成像觀測。

在愛爾蘭國立梅努斯大學(xué)Hamilton研究所數(shù)學(xué)家Ken Duffy的幫助下，研究小組對所拍攝下的2500個細(xì)胞的行為進(jìn)行了概率解析，獲得了對實驗觀測結(jié)果更深入的理解。研究人員發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的行為顯示似乎是由內(nèi)部的裝置來主宰細(xì)胞的命運。“每一個內(nèi)部裝置都像是一個程序控制器，嚴(yán)格控制著細(xì)胞的分裂、死亡、生成何種抗體，以及是否轉(zhuǎn)變?yōu)榭贵w分泌細(xì)胞。”Hodgkin教授說。

Dowling博士解釋說這表明不同的細(xì)胞命運是細(xì)胞內(nèi)競爭的結(jié)果。“從某種意義上講，每個細(xì)胞為每種命運結(jié)果均設(shè)立了一個滴答作響的時鐘，哪個時鐘率先被關(guān)閉取決于細(xì)胞做出的決定，”Dowling說：“盡管細(xì)胞希望能面面俱到，，但最終也只能做出一種選擇。”

Hodgkin說，即使這些細(xì)胞獲得相同的外部信號，細(xì)胞群體中發(fā)生的事件仍會出現(xiàn)相當(dāng)大的差異。“相當(dāng)比例的B細(xì)胞將各自走向不同的命運，”Hodgkin說：“這表明激素或細(xì)胞信號分子等外部因素并非是B細(xì)胞命運的主宰因子，它們只不過能改變細(xì)胞命運選擇的概率。”

當(dāng)機(jī)體對感染做出免疫反應(yīng)時，會生成多種不同類型的免疫細(xì)胞，每種細(xì)胞類型具有著不同的功能。Dowling說這有可能是機(jī)體在根據(jù)具體情況調(diào)整了生成特定細(xì)胞類型的概率。“機(jī)體生成多種不同的激素和細(xì)胞信號蛋白，因每次感染的情況不同，概率也隨之不同。參與免疫系統(tǒng)的所有分子都會對這些概率產(chǎn)生影響。”

Hodgkin表示接下來他希望能夠構(gòu)建出可準(zhǔn)確預(yù)測外部信號如何改變免疫細(xì)胞群行為概率的數(shù)學(xué)模型。“構(gòu)建這樣的模型將有助于設(shè)計出治療自身免疫性疾病的新策略，推動疫苗的研發(fā)。”

這一研究獲得了澳大利亞國家衛(wèi)生和醫(yī)學(xué)研究理事會、維多利亞州政府和愛爾蘭科學(xué)基金會的資金資助。（來源：生物通 何嬙）

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《科學(xué)》發(fā)表論文摘要（英文）

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