激光照射引发的肥大细胞内钙信号和脱颗粒动力学模型

摘要

最近研究表明,低强度的激光照射引发的肥大细胞内钙信号和脱颗粒动力学过程必须依赖于细胞外Ca2+的内流.为此,提出了一个由激光光子能量和胞外Ca2+协同作用下经TRPV4通道介导进入细胞的Ca2+流量的解析表达式,建立了刻画激光照射下肥大细胞内钙信号和脱颗粒动力学的模型.模型表明,钙信号和脱颗粒动力学的特征是由细胞外Ca2+和光子能量的协同作用决定的.较高的胞外Ca2+浓度使得只需较小的光子能量就能激活肥大细胞,由此就避免了细胞受较短波长的激光照射而可能引起的损伤.模型预测存在导致细胞内Ca2+浓度极限环振荡的细胞外Ca2+浓度和光子能量的狭窄的参数区域,验证了PKC的活性正比于Ca2+振荡频率的实验结论.模型发现胞质Ca2+浓度升高后并持续稳定在最大值平台能够获得最佳的脱颗粒率.此外,将真实的物理能量导入模型的思路可推广至其他物理信号转导系统的建模.