胶质细胞在神经—胶质网络中反馈现象的理论研究

基于实验发现胶质细胞在神经系统中对信号的编码传递功能，以及胶质网络对神经系统的影响，本项目将构建三部分突触（Tripartite synapse)分泌-响应-反馈的数学模型，揭示胶质细胞在信息编码中的规律，并用相分析的方式研究胶质细胞中的钙离子浓度对不同种类神经信号刺激响应的动力学机制；进一步的，建立一个胶质网络模型，描述钙波在网络中的传播与刺激信号以及间隙连接蛋白之间的关系；最后，构建神经- - 胶质网络耦合模型，讨论神经信号在胶质网络的帮助下传递的可靠性，以及病态环境中胶质细胞网络的正面和负面作用。

本项目最初的目的在于基于发现胶质细胞在神经系统中对信号的编码传递功能，以及胶质网络对神经系统的影响，构建一个分泌-响应-反馈的数学模型，揭示胶质细胞在信息编码中的规律。研究过程中我们发现信号对于网络的影响不仅在神经胶质网络中存在，在细胞分化过程中，以及基因转录调节过程中生物分子信号对于网络的影响。因此我们从理论和实验两个方面出发来研究信号对于各种网络的调节情况。在理论上，我们构建了神经元网络模型、讨论了胶质细胞分泌引发的信号刺激使得系统发生协同振荡以及和神经递质的释放；我们还构建了结肠组织的细胞分化——反馈模型，讨论了系统内噪声对干细胞数目的调控。理论结合实验我们还研究了构建了一个受mir-17-92调控的癌症网络模型，并运用布尔网络理论，研究了这个调节网络的鲁棒性。在实验上我们用荧光素酶报告基因测试以及划痕实验等方法研究了多种miRNA对E钙粘蛋白的转录后调控现象、进而对细胞迁移能力的影响。本项目最初的目的在于基于发现胶质细胞在神经系统中对信号的编码传递功能，以及胶质网络对神经系统的影响，构建一个分泌-响应-反馈的数学模型，揭示胶质细胞在信息编码中的规律。研究过程中我们发现信号对于网络的影响不仅在神经胶质网络中存在，在细胞分化过程中，以及基因转录调节过程中生物分子信号对于网络的影响。因此我们从理论和实验两个方面出发来研究信号对于各种网络的调节情况。在理论上，我们构建了神经元网络模型、讨论了胶质细胞分泌引发的信号刺激使得系统发生协同振荡以及和神经递质的释放；我们还构建了结肠组织的细胞分化——反馈模型，讨论了系统内噪声对干细胞数目的调控。理论结合实验我们还研究了构建了一个受mir-17-92调控的癌症网络模型，并运用布尔网络理论，研究了这个调节网络的鲁棒性。在实验上我们用荧光素酶报告基因测试以及划痕实验等方法研究了多种miRNA对E钙粘蛋白的转录后调控现象、进而对细胞迁移能力的影响。