成体干细胞再生与分化调控的逆向建模

项目名称： 成体干细胞再生与分化调控的逆向建模

项目编号： No.91430101

项目类型： 重大研究计划

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 雷锦誌

作者单位： 清华大学

项目金额： 70万元

中文摘要： 本项目提出细胞调控的生理功能最优原则，发展组织生理功能驱动的逆向建模方法，建立模拟成体干细胞增殖与分化调控的可计算模型。以造血干细胞的增殖与分化调控为例，以实验结果和数据为基础，根据生理功能最优原则建立描述造血干细胞自我更新与分化过程的随机动态规划模型，研究通过组织细胞的分裂、死亡与分化之间的动平衡维持造血系统组织功能长期稳定的控制策略与分子调控机制。根据理论模型所得到的控制策略并结合实验数据，通过逻辑网络的逆向工程方法研究细胞分裂与凋亡的基因调控网络，并通过该调控网络研究基因突变引起的急慢性髓性白血病的产生与发展的动态过程。本项目从组织生理功能出发对细胞间调控关系和胞内基因调控网络进行逆向建模，在建模方法上体现了微观调控与宏观生理功能的有机结合。本项目的顺利进行有望开拓从组织功能到调控网络的跨尺度可计算建模方法，探索通过高性能计算研究复杂疾病的产生和发展等长时间行为的科学基础。

中文关键词： 干细胞；基因调控网络；随机过程；炎癌转化；并行计算

英文摘要： This project proposes a principle of biophysical function optimization in cellular regulation, develops methods of reverse modeling driven by tissue biophysical functions, and establishes computational models for adult stem cell proliferation and differen

英文关键词： stem cell；gene regulation netwoek；random process；inflammation-cancer transition；parallel computing