運用參數敏感度與MPCA分辨核心網路｜國立清華大學博碩士論文庫

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研究生：	余昌叡 Yu, Chang-Jui
論文名稱：	運用參數敏感度與MPCA分辨核心網路 Core Network Identification Using Parametric Sensitivity and Multiway Principal Component Analysis
指導教授：	汪上曉 Wong, David Shan-Hill
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 化學工程學系 Department of Chemical Engineering
論文出版年：	2009
畢業學年度：	97
語文別：	中文
論文頁數：	105
中文關鍵詞：	核心網路、MPCA
外文關鍵詞：	CoreNetwork
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系統生物學為現今學術重點方向之ㄧ，把生物系統化去深度了解其內部組成結構，無論對發炎反應、傳染病、甚至是癌症的醫療都有很大的突破。而核心網路(Core-Network)為系統生物學研究重點之一，分辨核心網路不僅可以簡化複雜反應的網路結構且不失其網路結構重要性，更可以在分析核心網路過程中發現一些重要的生物資訊等。近幾年來，許多文獻中也提及核心網路的重要性與其辨識方法，而本論文是利用參數敏感度的觀念，利用統計方法MPCA(Multiway Principal Component Analysis)一層一層去分辨核心網路，此方法能將所有蛋白質、時間點、反應式全部一次分析處理，改善了以往分析核心網路耗時的缺點，且分析結果準確性也很高。
而本論文研究重點為以發炎反應(1) 細胞質IKK刺激至細胞核轉錄因子NFkB；(2) cytokine TNFα刺激至細胞核內轉錄因子NFkBn，兩個完整網路結構為例子，試圖利用MPCA(Multiway Principal Component Analysis)去分辨其核心網路。而論文內容大綱為敘述MPCA分辨核心網路處理方法與處理過程中得到一些生物資訊之相關討論。

摘要……………………………………………………………………I
目錄……………………………………………………………………II
圖目錄…………………………………………………………………IV
表目錄…………………………………………………………………VIII
第一章、緒論………………………………………………………………………1
     一.1 系統生物學簡介…………………………………………1
     一.2 發炎反應的訊號傳遞……………………………………3
     一.3 核心網路(Core-Network)的辨識………………………5
     一.4 研究的目的與範圍………………………………………6
第二章、文獻回顧……………………………………………………7
     二.1 發炎反應網路結構之發展………………………………8
        二.1.1  IκB-NFκB訊號模型:時間控制及選擇性基因活化8
        二.1.2  藉由IκBε提供之負回饋來控制NF-κB濃度的震盪12
        二.1.3  NFκB訊息模組裡的第四個IkBe蛋白質…………16
        二.1.4  NFκB調控模組之數學模型………………………22
        二.1.5  TNFα刺激產生細胞增生與細胞凋零 : 建立模組與
                預測…………………………………………………25
        二.1.6  利用螢光實驗技術得到轉錄因子動態行為來整合數
                學模型………………………………………………29
        二.1.7  NFκB對TNF短暫影響之數學模型：IκBα與A20負回
                饋影響………………………………………………34
     二.2 核心網路相關文獻…………………………………………41
        二.2.1  動態敏感度分析下系統生物的行為表現…………41
        二.2.2  TNF刺激下產生細胞凋零之網路結構與敏感度分
                析……………………………………………………42
        二.2.3  運用參數敏感度與MPCA辨識核心網路……………44
第三章、研究分析方法與應用…………………………………………47
     三.1 建立網路結構之模組………………………………………47
     三.2 數據處理與MPCA分析方法與過程…………………………53
第四章、IKK至核內NFkB分析結果與討論……………………………68
     四.1  MPCA分辨IKK~NFkBn數學模組之核心網路………………69
        四1.1 MPCA分析IKK(0.1 μM)至核內NFkB數學模組之核心網
              路………………………………………………………69
        四1.2 MPCA分析IKK(0.25 μM)至核內NFkB數學模組之核心
              網路……………………………………………………72
        四1.3 MPCA分析IKK(0.8 μM)至核內NFkB數學模組之核心網
              路………………………………………………………75
     四.2  IKK~NFkBn核心網路相關討論……………………………78
        四2.1 IkBε complex於IKK 0.25μM 以上刺激對NFkBn有顯
              著影響………………78
        四2.2 微觀分析核心網路……………………………………80
        四2.3 IKK~NFkBn路徑具有緩衝效應………………………82
第五章、TNFα至核內NFkB分析結果與討論…………………………85
     五.1  MPCA分辨TNFα~NFkBn數學模組之核心網路……………87
        五1.1  MPCA分析TNFα( 0.000196 μM )至核內NFkB數學模
               組之核心網路…………87
        五1.2  MPCA分析TNFα( 0.0196 μM )至核內NFkB數學模
               組之核心網路………………………………………91
        五1.3  MPCA分析TNFα( 0.000196 μM )至核內NFkB數學模
               組之核心網路(取樣時間100分鐘之後)…………95
     五.2  TNFα~NFkBn核心網路相關討論…………………………99
        五2.1  巨觀觀察Core-Network之生物意義………………99
        五2.2  TNF~IKK路徑具有緩衝效應………………………101
        五2.3  A20對NFkBn的初始profile影響不大……………103
第六章、結論…………………………………………………………105

                                

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全文公開日期本全文未授權公開 (校內網路)
全文公開日期本全文未授權公開 (校外網路)

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