定量分析丝氨酸/甘氨酸转换影响胃癌细胞增殖的动力学机制

目的 胃癌（GC）严重影响人类的健康生活，研究表明其与丝氨酸/甘氨酸代谢密切相关。丝氨酸/甘氨酸代谢对于肿瘤细胞的增殖能力具有重要影响。本文的研究目的是探究丝氨酸/甘氨酸代谢能够影响胃癌细胞增殖能力的分子机制。方法 本文通过一种基于随机和非梯度系统的势能景观所建立的大型代谢网络动力学建模方法，构建了一个稳定的胃癌细胞代谢动力学模型。基于对模型的调控，定量分析丝氨酸/甘氨酸代谢影响胃癌细胞增殖的动力学机制。对一般代谢网络动力学方程添加随机噪声，通过随机动力学分解得到代谢网络参数空间的李雅普诺夫（Lyapunov）函数。进一步减少与随机波动相关的Lyapunov函数变化，从而得到稳定的代谢网络。结果 在动力学参数不足的情况下，成功构建了胃癌细胞代谢网络的动力学模型。当胞外丝氨酸可用时，模型优先消耗丝氨酸；当甘氨酸生成丝氨酸的速率增加时，模型显著上调生成S-腺苷甲硫氨酸（SAM）和S-腺苷同型半胱氨酸（SAH）的稳态通量。结论 本文证明了胃癌细胞对于丝氨酸的优先摄取以及丝氨酸/甘氨酸转化速率对SAM生成的重要作用，其可能通过调节细胞甲基化进程影响胃癌细胞的增殖能力，为靶向丝氨酸/甘氨酸代谢的癌症治疗提供了新的思路和方向。