芽殖酵母细胞周期过程不同时期的定量观测

在芽殖酵母中构建CDC10-mCherry和SPC42-mCherry荧光蛋白, 作为酵母细胞周期不同时期的报告系统。根据酵母细胞中芽环(CDC10-mCherry)的产生和消失以及纺锤体极体(SPC42-mCherry)的复制和分离,可以测量细胞周期中 G1期、S期、Early M期和Late M期的时间长度。在此报告系统的基础上, 分别构建S期细胞周期蛋白CLB5-GFP和M 期细胞周期蛋白CLB2-GFP菌株, 实现单细胞观测, 检验报告系统工作的稳定性和准确性。该报告系统可作为研究酵母细胞周期不同时期时间长度等定量生物学问题的背景菌株。     

前列腺癌的演化动力学模型以及治疗策略的优化

前列腺癌是男性常见的恶性肿瘤。临床上常用的干扰雄激素的治疗药物是阿比特龙, 但长期高剂量的阿比特龙治疗常导致患者前列腺肿瘤细胞进化至药物抵抗。为了揭示前列腺癌发展的动力学机制, 本文引入给药剂量因素, 建立二变量的肿瘤演化定量模型。通过分析固定给药和适应性给药策略的动力学性质, 并绘制势能景观图, 从动力学角度展示适应性给药策略的优势, 揭示高剂量药物导致体系演化为不可逆药物抵抗状态的动力学机理。此外还构建治疗策略的评分体系, 以便优化治疗策略。     

芽殖酵母S 期检验点通路定量生物学研究

构建由羟基脲(HU)诱导的芽殖酵母S期检验点激活和调控DNA复制的理论模型.模拟结果表明,对于不同浓度HU的刺激,检验点激活和调控系统的反应存在霍普夫分岔,其中的分岔点对应于检验点激活的HU阈值浓度;而且发现该通路的激活过程在较大参数范围内会出现振荡现象.同时,利用构建了Rnr3-GFP荧光蛋白的酵母菌株,在不同的HU浓度刺激下,测量酵母菌Rnr3蛋白多时间点的表达水平,得到酵母菌对HU浓度的实验反应阈值,与理论结果相符合.这一工作构建了酵母S期检验点定量研究的基本框架,可为进一步的理论和实验研究提供线索.     

胰岛炎症导致的2型糖尿病发病过程的动力学模型及治疗策略

为了揭示胰岛炎症导致2型糖尿病发生发展的机制, 建立胰岛β细胞和巨噬细胞相互作用的数学模型, 包括IL-1β的产生和巨噬细胞的浸润过程, 研究高浓度葡萄糖和游离脂肪酸对IL-1β的共同作用, 揭示胰岛炎症在2型糖尿病进程中的动力学机理。通过对模型中动力学参数的敏感性分析, 提出针对不同患病情况的可能的优化治疗策略。     

胸腺内双阴胸腺细胞重建动态的数学模型

根据小鼠的胸腺细胞实验数据,建立了描述胸腺细胞（ｔｈｙｍｏｃｙｔｅ）发育过程的数学模型,该模型考虑了胸腺细胞与胸腺基质细胞（ｔｈｙｍｉｃ ｓｔｒｏｍａｌ ｃｅｌｌ,ＴＳＣ）之间的相互作用,能够模拟ＣＤ４－ＣＤ８－ＤＮ细胞重建动态及正常小鼠胸腺细胞的发育过程,研究表明,模型中的一些参数应该是含有时间延迟的,通过模型研究了胸腺细胞与ＴＳＣ之间亲和力在胸腺选择过程中的阳性与阴性选择中的差异,理论预言与实     

再循环B淋巴细胞昼夜节律现象的数学模型

根据免疫系统中参与再循环过程的B淋巴细胞昼夜节律现象的实验结果,提出皮质类激素作用于B淋巴细胞再循环过程的假设,建立了皮质类激素作用下的B细胞在骨骨,外周淋巴器官（淋巴结,脾脏）与因液之间再循环过程的数学模型,讨论了皮质类激素作用的强度及有关参量的取值范围及模型对参数的依赖性,模型能够解释参与再循环的B细胞在骨髓,淋巴结,脾脏和血液中的稳定振荡行为,而且对皮质激素在骨髓与外周血中B细胞迁移过程中的作用进行了定量研究,理论结果与实验结果基本一致。