肝细胞癌的全球定量动力学和早期预警信号:将理论建模与实验验证相结合
Chong Yu1, Silke Neumann2, Sharon Pattison2
1Department of Statistics, Jilin University of Finance and Economics, Changchun, Jilin 130117, China.
The journal of physical chemistry. B
|February 25, 2026
概括
检测早期肝细胞癌 (HCC) 是通过新的早期预警信号 (EWS) 来自基因网络改进. 这些热力学和动态指标预测恶性转变,有助于精确监测肝癌.
科学领域:
- 生物物理学的生物物理.
- 系统生物学 系统生物学
- 癌症研究 癌症研究
背景情况:
- 肝细胞癌 (HCC) 的早期检测至关重要,但目前的方法缺乏对恶性转变的预测准确性.
- 现有的方法难以可靠地识别肝脏组织中癌症发展的早期迹象.
研究的目的:
- 开发一个定量框架来识别肝细胞癌 (HCC) 的早期预警信号 (EWS).
- 将基因调节网络与不平衡热力学和流量理论集成在一起,以预测HCC的出现.
主要方法:
- 利用了一个框架,将基因调节网络与不平衡景观和流量理论相结合.
- 通过生产率 (EPR) 的量化热力学散射和通过平均流量的动态驱动力.
- 从时间序列基因表达数据中导出可测量的签名:方差和前向后向交叉相关差异 (ΔC).
主要成果:
- 无论是EPR还是平均流量,都显示了临界过渡点附近的显著变化,作为HCC的可靠EWS.
- 变异率和 ΔC 在癌前阶段显著增加,这表明早期检测HCC风险的潜力.
- 使用转录基因数据 (GSE17384) 的验证证实了模型预测和观察到的HCC进展之间的强烈一致性.
结论:
- 该研究阐明了控制HCC进展和致癌过程中的关键转变的热力学和动态原理.
- 从基因表达数据中确定了用于检测早期HCC风险的实用,可测量的签名.
- 提供了HCC管理中精确监测和早期干预策略的基础.
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