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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
有效的搜尋策略在許多生物系統中都得到了發展，包括免疫系統。 T 細胞是免疫反應的關鍵效應器，是清除病原體感染所必需的。 T細胞活化需要T細胞在淋巴結內遇到攜帶抗原的樹突細胞，因此，淋巴結內T細胞的搜尋模式可能是T細胞免疫反應啟動速度的關鍵決定因素。先前的研究表明，淋巴結中的 T 細胞運動類似於布朗隨機遊走，然而，沒有詳細的分析明確表明 T 細胞運動是否與布朗運動一致。在這裡，我們提供了淋巴結中 T 細胞運動的精確描述，以及展示運動如何影響 T 細胞搜尋效率的計算模型。我們發現布朗行走和 Levy 行走都未能捕捉到 T 細胞運動的複雜性。相反，T 細胞運動可以更好地描述為步長重尾分佈的相關隨機遊走。透過電腦模擬，我們確定了有助於提高 T 細胞搜尋效率的三個不同因素：1）步長的對數常態分佈，2）在短時間內定向持續的運動，以及 3）運動模式的異質性。此外，我們還發現，T 細胞在淋巴結內經常訪問的特定位置（我們稱之為「熱點」）的移動方式不同，這表明 T 細胞會根據淋巴結環境改變其移動方式。我們的結果表明，就像覓食的動物一樣，T 細胞也會適應環境線索，這表明適應是生物搜尋的一個基本特徵。