国家自然科学基金(30770560)
- 作品数：8 被引量：11H指数：2
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- 信号转导网络的动态敏感性与振荡特性分析
- 2010年
- 为了理解细胞信号转导网络作为非线性动态自治系统的复杂性、系统内在的控制机理和系统的鲁棒性,提出从信息科学和控制工程的观点出发研究细胞网络的系统动态特性。以NF-κB信号转导网络为例,利用动态敏感性分析和非线性动力学分析等方法,研究细胞信号转导网络的参数敏感性和系统输出的振荡特性。仿真结果表明,8个关键的反应速率常数是系统输出信号NF-κBn的敏感参数,IKK的负反馈调节作用显著影响着系统输出NF-κBn的振荡行为。
- 贾建芳岳红
- 关键词：信号转导网络振荡特性极限环负反馈
- Developing Objective SensitivityAnalysis of Periodic Systems： Case Studies of Biological Oscillators被引量：1
- 2012年
- LU Bao-YunYUE Hong
- 关键词：生物系统信号转导通路
- 采用Levenberg-Marquardt算法的信号转导通路模型参数估计被引量：2
- 2009年
- 建立信号转导通路的数学模型,以便定量对其进行研究是系统生物学的一个基本任务,但是,参与信号转导通路的蛋白质众多,相互关系复杂,以及信号转导通路表现出的强非线性特性使模型未知参数的估计十分困难。以肿瘤坏死因子α(Tumor necrosisα,TNFα)诱导的细胞核因子κB(Nuclear Factor-κB,NF-κB)信号转导通路为例,研究了基于Levenberg-Marquardt算法在信号转导通路模型参数估计中的应用,该方法包括两部分,首先采用正交化方法确定未知参数的可辨识性,然后采用Levenberg-Marquardt优化算法在给定的测量时间序列下,估计参数值。仿真结果证明该方法能较好地估计信号转导通路模型的未知参数并且具有一定的稳定性。
- 刘太元贾建芳王宏岳红
- 关键词：系统生物学参数估计
- 信号通路模型参数优化的非线性滤波方法被引量：2
- 2009年
- 提出采用非线性滤波方法——平方根UKF估计信号通路模型的未知参数,利用协方差平方根代替协方差参加递推运算,保证了滤波算法的数值稳定性.以肿瘤坏死因子诱导的核转录因子κB信号转导网络为例,利用平方根UKF对系统模型的未知参数进行辨识.仿真结果表明,该非线性滤波方法能够从噪声数据中提取有效信号,提高了参数估计的精度,为解决复杂信号通路参数辨识中的不确定性问题提供了可靠的方法.
- 贾建芳
- 关键词：信号通路参数优化不确定性
- 细胞信号转导网络模型简化的一种混合推理方法
- 2008年
- 细胞信号转导网络的结构复杂,规模庞大,建立的数学模型维数高,变量多,具有高度非线性.在复杂系统分析设计中,模型简化始终是主要的研究问题之一.本文提出一种基于混合推理方法的模型简化策略,利用代谢控制分析、敏感性分析、主元分析和通量分析相结合,降低系统模型维数,减少生化反应个数,简化系统结构.以NF-κB信号转导网络作为研究对象,原模型由24个常微分方程和64个参数组成,简化模型则包括17个常微分方程,1个代数方程和52个参数.仿真结果表明,简化模型能够准确地预测系统的动态特性,为模型分析和参数辨识提供方便,验证了模型简化策略的有效性.
- 贾建芳刘太元岳红王宏
- 关键词：细胞信号转导网络
- 系统方法分析NF-κB信号转导网络产生持续振荡的条件被引量：2
- 2010年
- 振荡现象在生物系统中普遍存在,研究振荡现象对进一步了解细胞网络的基因调节功能具有重要意义。与实验研究相结合的系统分析方法为生物网络的振荡行为提供了新的研究途径。NF-κB是免疫应答、炎症反应和机体发育过程中的关键转录因子,近年的实验和计算研究揭示了细胞核内NF-κB浓度的衰减振荡现象。该文基于NF-κB信号转导网络的常微分方程数学模型,采用分岔分析方法研究分岔参数变化对系统振荡特性的影响,主要研究了系统能否产生等幅的持续振荡(又称极限环振荡)及其产生条件。经过系统化的单参数和双参数分岔分析发现:NF-κB在细胞核内的浓度能够在一定条件下产生极限环振荡,模型计算给出了产生极限环振荡的关键参数的范围。
- 鲁保云岳红
- 关键词：稳态特性分岔分析
- 基于LHS方法NF-κB信号转导网络的多参数敏感性分析被引量：3
- 2008年
- 细胞信号转导网络的复杂结构和动力学参数的不确定影响着系统的动态特性,如何定量确定参数变化对系统输出的影响,已经成为系统生物学研究的重要问题之一.以TNF-α诱导NF-κB信号转导网络为例,假定模型参数在其变化范围服从均匀分布,采用基于Latin超立方抽样的多参数敏感性分析方法,研究参数同时变化对系统输出NF-κBn的影响程度.仿真结果表明,系统输出NF-κBn对于参数k29、k28、k61、k36、k52、k31比较敏感,这些参数的变化显著影响着NF-κBn的振荡特性,说明它们是NF-κB信号转导网络的关键速率常数.
- 贾建芳岳红王宏
- 关键词：系统生物学
- 复杂信号通路模型参数估计的直接微分法被引量：1
- 2011年
- 针对细胞信号通路模型的强非线性、模型参数的不确定性以及受噪声干扰的实验数据等特点,提出一种新的参数优化算法——直接微分法,估计复杂信号转导通路模型的未知参数.该方法首先采用平滑样条拟合测量数据,然后对拟合多项式进行求导来估计模型状态变量的一阶微分,从而将动态优化问题转化为线性或非线性回归问题.以TNFα诱导NF-κB信号转导通路模型为例,利用直接微分法估计未知参数,并分析了不同因素对参数估计结果的影响.仿真结果表明:该方法能够有效估计模型的未知参数,且无需迭代求解微分方程组,降低了计算复杂度.
- 贾建芳刘太元
- 关键词：信号转导通路参数估计
