甲壳动物免疫系统网络模型的构建与分析

摘要

目前，针对甲壳动物免疫的研究，大多数学者侧重于在免疫刺激剂或环境胁迫下，通过一个或多个免疫指标的免疫反应实验，确定免疫刺激剂对机体的免疫作用。免疫反应是甲壳动物机体整体的反应，其中包括多个免疫路径的单独作用和相互作用，单个免疫指标和路径并不能完整表达机体本身的状态。因此，本文从系统的角度分析问题，整理了近几年相关的文献数据资料，构建了免疫系统网络关系模型，并通过实验数据资料对模型进行了量化,通过量化模型预测免疫系统的未知路径，为免疫实验提供了研究的方向。
　　首先，通过查阅大量的最新文献，搜集了国内外关于甲壳动物免疫的实验结果和实验数据。建立了甲壳动物免疫系统的多条免疫路径：如包囊作用、吞噬作用等；通过不同的反应类型，以流程图的方式简明、直观地展现出来。整理并分析了文章中多种免疫刺激剂的免疫影响作用，并将其标识在特定的免疫路径中，最终得到了全面的免疫系统关系图。
　　其次，运用图论知识,对已得到的免疫系统图进行抽象：将物质或免疫作用抽象为节点，物质之间的免疫反应抽象为边，得到节点网络图。对免疫网络图的性质进行分析表明：免疫网络图中节点的度具有类幂律分布，网络节点的聚集度较低，网络属于稀疏网络；大部分节点的出入度为1，确定了免疫中枢(如酚氧化酶PO等)；免疫因子或免疫刺激剂之间存在多种回路，三点作用关系中主要存在正反馈和负反馈等类型，从免疫网络图中发现了具有正反馈和负反馈的免疫回路。
　　最后，对整个甲壳动物免疫网络模型进行了量化与模拟。（1)为解决免疫刺激剂对各路径的影响大小，利用自组织采样原理进行大数据采样;(2)为校核采样数据，根据甲壳动物免疫系统的稳定性，提出了稳定性筛选原则;(3)考虑甲壳动物免疫系统对刺激的敏感性，提出了敏感性筛选原则;(4)根据既有实验结果，提出了实验一致性筛选原则，最后得到了甲壳动物免疫系统的量化模型。应用量化模型，研究了尚未报道的免疫路径，对未来实验的研究方向提供了参考。

目录

声明

第 1章 绪 论

1 .1甲壳动物免疫研究现状

1 .2系统生物学

1 .3数学物理方法

1 .4研究路线

1 .5研究的目的和意义

1 .6创新点

第 2 章免疫系统模型构建

2 .1血细胞类别及主要功能

2 .2免疫系统分支途径及各因子的影响作用

2 .3免疫刺激剂的分类及作用机制分析

2 .4甲壳动物免疫系统网络关系模型图的构建

2 .5结论

第 3 章网络模型的性质及内部回路分析

3 .1免疫系统的图论分析

3 .2特殊免疫调节机制

3 .3结论

第 4 章免疫系统动力学模拟

4 .1图论分析

4 .2免疫系统的量化

4 .3实施的方法及方案

4 .4结果

4 .5结论与应用讨论

第 5章 结 语 与 展 望

5 .1结语

5 .2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的研究成果