-94·汁算机应用研究2004年细胞复杂信号转导模拟系统的设计与实现术周志远，李洪，代荣阳，罗波(泸州医学院生物化学教研室，四川泸州646000)摘要：对于细胞复杂信号转导系统的计算机模拟，提出了一个基于胞内生物化学反应为中心的关系数据库的系统模型在此数据库模型的基础上，通过整合各信号途径，形成复杂的细胞信号转导网络，并进行模拟运算和图形输出采用VFP和VC++作为工具，对该模拟系统进行了设计和实现关键词：关系数据库；计算机模拟；系统复杂性；细胞信号转导中图法分类号：TP3ll文献标识码：A文章编号：1001—3695(2004)03—0094—02DesignandImplementationofComplexCellularSignalingTransduetionSystemZHOUZhi—uan，1JHong、OA1Rong—ang，LUOBo(Dept．()厂Bio(henzist0，Luzhou1te&“／College、Luzhotl5i(’huan646000，ChinaAbstract：Forthecomplexcellularsignalingtransudations、stem．weha、edescribedamodeltodealwithcomputersinlula—tion．wlIk·hiSbase{1onarelationdatabasecomposedofintracellular})iochenliealreactions．Inthisdatabase．anumberofthecellularsignalingpathwaysCalbeintegratedintoaconlplex／let~orkattributedtothecrosstalksamongbiocheMcalreactions，thekineticbehaviorsofwhichcanbesimulatedcomDutati0na儿、andoutputgraphically．Weha、‘edesignedandimplementedthismodelwithMicrosoflVFPandVC++．Keywords：RelationDatabase；ComputelSimulation；SsteinComplexit)；CellularSignalingTransduction墨而fE何细胞中部具有若干条信号转导途径，而这些信号途径之1概述常常卡日I：交流、彼此影响这信号途径之间的交流表现为它们『￡具有部分相同的生物化学反应这些交流作用的强细胞信号转导是调控细胞增殖、分化、代鲥等重要生物学度可以通过目前发现的第一信使的种类远远超过第二信使的功能的手段之一近年来研究发现信号途径彼此之问常常硐现象得到基本的认识，这意味着细胞对信号分子的应答具有高互影响，从而使得基于某条甚至某儿条信号途径来解释机体正固常生理或病理现象都非常困难而利用现代计算机的快速it-度的整合作用：而细胞信号转导模拟系统则围绕着第一信使算能力从整体上对细胞信号转导过程加以把握，不仅可以更加所引发的信息流导致细胞内物质流的改变这条线索，它的核心深入地理解由细胞信号转导所产生的生物学效应的内在机制．控制就是信息流作为系统的数据库，则是物质流变换的基蓦础圆并且计算机模拟具有效率高、节省科研资源等优势，故其日渐一般说来，细胞信号转导模拟系统的数据库模型的构建，成为国内外的潮流所向当围绕信号途径为主体，自顶向下进行，如图1(a)所示。但所谓细胞信号转导模拟系统，就是将细胞内的信息流与物仔细考虑细胞中实际发生的变化，可以知道信号途径本身仅仅质流进行全面整合管理的信息管理系统，在此模拟系统中，构建一个合理的数据库，是系统运行的基础日前已有的一些模是为了方便人们的描述。实际发生的情况是，细胞受到第一信拟计算软件：，只能在给定少量方程的前提下进行模拟汁算，使的刺激后，胞内物质的浓度发生了相应的变化，这些变化本且不能随意组合眨应方程，因而导致其难以用于模拟计算含身就是细胞对第一信使的应答：因此，理解胞内物质为什么发有大量数据资料的细胞复杂信号转导系统变化以及怎样变化，是构建系统模型的关键：2系统模型细胞复杂信号转导模拟系统是围绕数据库为中心来建立的，它包含数据的录入、选择、结构分析和模拟计算等程序模}ft顶¨下的模型II，)化学反应为L}]心的模型块，因而设计一个合理的数据库是系统实现的关键环节图l设计模型任何细胞信号转导途径都是由若干生物化学反应所组成，胞各种物质能够发生变化的原因在于存在一系列相应的化学反应，反应是否进行则取决于当前细胞所处的状态考收稿日期：2