量化RTK信号的香农信息能力的癌症和药物诱导的变化
Paweł Nałęcz-Jawecki1, Lee Roth2, Frederic Grabowski1
1Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, Warsaw, 02-106, Poland.
Scientific reports
|November 10, 2025
概括
癌细胞处理环境信号很差,影响细胞调节. 这项研究量化了肺癌细胞的信息处理缺陷,并表明向治疗可以改善信号传输.
科学领域:
- 细胞生物学 细胞生物学
- 系统生物学 系统生物学
- 信息理论是信息理论.
背景情况:
- 癌症是由于细胞与环境的通信失调而产生的.
- 致癌状态对细胞信息处理的影响仍然未得到量化.
- 受体氨酸激酶 (RTK) 途径对于细胞信号传递至关重要,并且经常与癌症有关.
研究的目的:
- 量化和比较肺癌细胞中RTK信号通路的信息处理能力与非转化细胞的信息处理能力.
- 评估瘤基因抑制对细胞信息处理的影响.
- 建立信息能力作为疾病相关功能障碍的指标.
主要方法:
- 使用伪随机脉动光遗传刺激和活细胞成像.
- 应用信息理论来测量信息速率和道容量.
- 在 silico 协议优化中使用,以估计最大信息速率.
主要成果:
- 与非转化细胞相比,肺癌细胞 (STE-1) 在RTK/ERK信号传输中的平均信息速率 (小于0.5比特/小时) 显著较低 (BEAS-2B,7比特/小时).
- 在STE-1细胞中的瘤基因抑制使平均信息速率提高到3比特/小时.
- 在BEAS-2B细胞中的RTK/尿素通路显示出比RTK/ERK通路更高的通道容量.
结论:
- 信息容量是疾病相关的细胞功能障碍的敏感指标.
- 有针对性的干预可以恢复细胞信息处理能力.
- 这种方法为评估癌症治疗疗效提供了一种新方法.
