Диссертация (Стационарная система Максвелла в волноводах с несколькими цилиндрическими выходами)
Описание файла
Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Стационарная система Максвелла в волноводах с несколькими цилиндрическими выходами". PDF-файл из архива "Стационарная система Максвелла в волноводах с несколькими цилиндрическими выходами", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физико-математические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве СПбГУ. Не смотря на прямую связь этого архива с СПбГУ, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
ÑÀÍÊÒ-ÏÅÒÅÐÁÓÐÃÑÊÈÉ ÃÎÑÓÄÀÐÑÒÂÅÍÍÛÉ ÓÍÈÂÅÐÑÈÒÅÒÍà ïðàâàõ ðóêîïèñèÓÄÊ 57:51-76ÊÓÇÍÅÖΠÑÅÐÃÅÉ ÐÎÌÀÍÎÂÈ×ÌÀÒÅÌÀÒÈ×ÅÑÊÀß ÌÎÄÅËÜ ÈÌÌÓÍÍÎÃÎ ÎÒÂÅÒÀÑïåöèàëüíîñòü 05.13.18 ¾ìàòåìàòè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå, ÷èñëåííûå ìåòîäû è êîìïëåêñû ïðîãðàìì¿Äèññåðòàöèÿ íà ñîèñêàíèå ó÷¼íîé ñòåïåíèêàíäèäàòà ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóêÍàó÷íûé ðóêîâîäèòåëü:ä.ì.í., ïðîô.Øèøêèí Â.È.Ñàíêò-Ïåòåðáóðã 2015Ïîñâÿùàåòñÿ âñåì ìîèì Ó÷èòåëÿì.2ÑîäåðæàíèåÂâåäåíèå1.........5Èììóííàÿ ñèñòåìà: îáçîð .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5Àêòóàëüíîñòü ðàáîòû. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8Öåëè, çàäà÷è, íîâèçíà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9Îáçîð ëèòåðàòóðû..........................................................................121.1.Âèðóñíàÿ äèíàìèêà. . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121.2.Ïåðåêðåñòíîå ñâÿçûâàíèå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151.3.Ïåðåäà÷à cèãíàëà ÷åðåç Ò-êëåòî÷íûé ðåöåïòîð . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181.4.Ïîñòðîåíèå ìîäåëåé èäèîòèïè÷åñêèõ ñåòåé211.5.Èññëåäîâàíèåïðèíöèïîâñïåöèôè÷íîãîÓñëîâèÿ ïîëíîòû ðåïåðòóàðà ðåöåïòîðîâ. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .ðàñïîçíàâàíèÿñâîåãîè÷óæîãî.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.6.Ïðîëèôåðàöèÿ êëåòîê. Àíàëèç CFSE-äàííûõ.. . . . . . . . . . . . . . . . . . .251.7.Äèôôåðåíöèðîâêà Th1/Th2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .261.8.Êîìïüþòåðíîå ìîäåëèðîâàíèå ñ ïîìîùüþ ìíîãîàãåíòíûõ ñèñòåì . . . .
. . . .281.9.Îòå÷åñòâåííàÿ ìàòåìàòè÷åñêàÿ èììóíîëîãèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .301.10. Íîâûå ïåðñïåêòèâû. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.Ìîäåëü ïðîëèôåðàöèè íåîäíîðîäíîé êëåòî÷íîé ïîïóëÿöèè3.Ïðîöåññ ôîðìèðîâàíèÿ èììóííîé ïàìÿòè Ò-ëèìôîöèòîâ è åãî çàâèñèìîñòü îò÷èñëà ïðîéäåííûõ êëåòêàìè äåëåíèé .4.5.233.3.Ðåçóëüòàòû............................3337Îïèñàíèå ìîäåëè... . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2...37Ââåäåíèå...3.1...32. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40Ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü ãóìîðàëüíîãî èììóííîãî îòâåòà ..42. . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . .42. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .504.1.Ñõåìà îïèñûâàåìûõ ïðîöåññîâ.4.2.Ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü.4.3.Çàêëþ÷åíèå............Ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü èììóííîãî îòâåòà ïðè ñèñòåìíîé êðàñíîé âîë÷àíêè..515.1.Ôàêòîðû ïàòîãåíåçà ñèñòåìíîé êðàñíîé âîë÷àíêè .
. . . . . . . . . . . . . . . .515.2.Ìîäåëü. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .535.3.Îïðåäåëåíèå çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ è çàðàíåå çàäàííûõ ôóíêöèé . . . . . . . . .5835.4.Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ ïàòîãåíåçà ÑÊ . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .635.4.1.Çíà÷åíèå Th17 -òèïà èììóííîãî îòâåòà . . . . . . . . . . . . . . . . . . .635.4.2.Èññëåäîâàíèåäèíàìèêèôîðìèðîâàíèÿèììóííûõêîìïëåêñîâ:âçàèìîäåéñòâèå ñ ñèñòåìîé êîìïëèìåíòà . . . . . . . . . . . . . . . .
. .5.4.3.5.5.6.7.65Èññëåäîâàíèå äèíàìèêè ýëèìèíàöèè èììóííûõ êîìïëåêñîâ: çíà÷åíèåýðèòðîöåòàðíîãî ðåöåïòîðà CR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66Çàêëþ÷åíèå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67Ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü èììóííîãî îòâåòà....686.1.Ñõåìà îïèñûâàåìûõ ïðîöåññîâ . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .686.2.Ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .706.3.Çàêëþ÷åíèå.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73×èñëåííûå ìåòîäû è ïðîãðàììíàÿ ðåàëèçàöèÿ ......................................757.1.Ïîñòàíîâêà çàäà÷è . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .757.2.Äèôôåðåíöèðîâàíèå ÎÄÓ757.3.Ðåøåíèå óðàâíåíèé â ÷àñòíûõ ïðîèçâîäíûõ7.4.Èíòåãðèðîâàíèå7.5.Ïðîãðàììíàÿ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76. . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76ðåàëèçàöèÿ:ñîçäàíèåêîìïëåêñàñðåäñòâäëÿïðîâåäåíèÿâèðòóàëüíûõ èññëåäîâàíèé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Çàêëþ÷åíèå.........................................78Ñïèñîê ðèñóíêîâ........................................80Ñïèñîê òàáëèö.........................................81.........................................82Ëèòåðàòóðà...77.4ÂâåäåíèåÄèññåðòàöèîííàÿ ðàáîòà ïîñâÿùåíà ïîñòðîåíèþ ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé,îïèñûâàþùèõöåíòðàëüíûåïðîöåññûèììóííîãîîòâåòàïðîëèôåðàöèþïîäðîáíî(äåëåíèå)èäèôôåðåíöèðîâêó (èçìåíåíèþ âíóòðåííèõ ñâîéñòâ) ãëàâíûõ êëåòîê èììóííîé ñèñòåìû ëèìôîöèòîâ. äèññåðòàöèè èçëîæåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé, ïðîâåäåííûõ àâòîðîì âÑàíêò-Ïåòåðáóðãñêîì ãîñóäàðñòâåííîì óíèâåðñèòåòå ñ 2012 ïî 2015 ãîäû.Èììóííàÿ ñèñòåìà: îáçîð îñíîâå ñîâðåìåííîé èììóíîëîãèè ëåæèòêëîíàëüíî-ñåëåêöèîííàÿ òåîðèÿ, ñîçäàííàÿ Ô.Áåðíåòîì íà îñíîâå êàê ñâîèõ èäåé, òàê è èäåé Í.
Åðíå, Äæ. Ëåäåðáåðãà è Ä. Òîëìåéäæà [1].Ñóòü å¼ çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî èììóííàÿ ñèñòåìà ðàñïîçíàåò íà ìîëåêóëÿðíîì óðîâíåîïàñíûå äëÿ îðãàíèçìà ñòðóêòóðû, íàçûâàåìûåàíòèãåíîì.Èíà÷å ãîâîðÿ, îíà ðàñïîçíàåòãåíåòè÷åñêè ÷óæåðîäíûé ìàòåðèàë, à òàêæå èçìåíåííûé ñâîé (íàïðèìåð, ðàêîâûå îïóõîëè).Ãëàâíûì èíñòðóìåíòîì îñóùåñòâëåíèÿ ýòîé ôóíêöèè ÿâëÿåòñÿ ñîçäàíèåêëîíîâèììóííûõ êëåòîê, ò.å.êîíêðåòíîãî àíòèãåíà.ñïåöèôè÷åñêèõãðóïï êëåòîê, ¾íàñòðîåííûõ¿ íà îïðåäåëåíèå êàêîãî-òîÂñåãî â îðãàíèçìå ñóùåñòâóåò îãðîìíîå ìíîæåñòâî òàêèõ êëîíîâðàçíîé ñïåöèôè÷íîñòè, ïîçâîëÿþùèõ ¾ðàñïîçíàòü¿ ïðàêòè÷åñêè ëþáîé âîçìîæíûé àíòèãåí,êðîìå ñâîåãî ñîáñòâåííîãî (÷òîáû íå íà÷àòü âîéíó ñ ñîáñòâåííûé îðãàíèçìîì).Êàê ñîçäà¼òñÿ òàêîé ðåïåðòóàð (ò.å.
ðàçíîîáðàçèå) êëîíîâ? Óïðîùåííî ñõåìà ìîæåò áûòüïðåäñòàâëåíà ñëåäóþùèì îáðàçîì: èçíà÷àëüíî èììóííàÿ ñèñòåìà ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíîãîãåíåòè÷åñêèêîòîðûåîáóñëîâëåííîãîçàòåìïðîõîäÿòìåõàíèçìàîòáîð,ñîçäà¼òçàêëþ÷àþùèéñÿêëîíûââñåâîçìîæíîéòîì,÷òîêëîíû,ñïåöèôè÷íîñòè,ñïåöèôè÷íûåêñîáñòâåííûì çäîðîâûì òêàíÿì, óíè÷òîæàþòñÿ.àäàïòèâíûì (èëè ïðèîáðåòåííûì) èììóíèòåòîì,â îðãàíèçìå ñóùåñòâóåò åù¼ ñèñòåìà âðîæäåííîãî (èëè åñòåñòâåííîãî) èììóíèòåòà.Âîñíîâå ó÷åíèÿ î âðîæäåííîì èììóíèòåòå ëåæèò ôàãîöèòàðíàÿ òåîðèÿ È.È. Ìå÷íèêîâà,Ïîìèìî îïèñàííîé ñèñòåìû, íàçâàííîéñóùåñòâåííîðàçâèòàÿèðàñøèðåííàÿâïîñëåäíèåäåñÿòèëåòèÿáëàãîäàðÿòðóäàìèììóííûõêëåòîêC.A.
Janeway, R. Medzhitov è J. Hoffmann [2].Ñîãëàñíîäàííîéòåîðèèíàïîâåðõíîñòèñïåöèàëèçèðîâàííûõâðîæäåííîãî èììóíèòåòà (ìîíîöèòîâ/ìàêðîôàãîâ, íåéòðîôèëîâ è äð.), à òàêæå (â ìåíüøåéñòåïåíè) ïðàêòè÷åñêè íà âñåõ êëåòêàõ îðãàíèçìà ñóùåñòâóþò ò.í.ðåöåïòîðûîáðàç-ðàñïîçíàþùèå(pattern recognition receptors, PRR). Äàííûå ðåöåïòîðû ñïîñîáíû î÷åíü ÷óòêî5ðàçëè÷àòü ïàòîãåííûå îðãàíèçìû íå òîëüêî ïî îòäåëüíûõ èõ áåëêàì, íî è ïî èõ ñîâîêóïíîñòè ïî õàðàêòåðíûì äëÿ ñïåöèôè÷åñêîãî ïàòîãåíà ìîëåêóëÿðíûì îáðàçàì (pathogen-associatedmolecular patterns,PAMP) [3].Ïîñëå òîãî,êàê ïàòîãåí îïîçíàí,èììóíèòåòà åñòåñòâåííî ïûòàþòñÿ åãî óíè÷òîæèòü.óðîâíåì îáîðîíû.êëåòêè âðîæäåííîãîÄàííàÿ ñèñòåìà ÿâëÿåòñÿ ïåðâûìÅñëè ïàòîãåí íå óäàåòñÿ ïîäàâèòü ñèëàìè âðîæäåííîãî èììóíèòåòà, òîâ áîðüáó âñòóïàåò èììóíèòåò àäàïòèâíûé.Îáå ñèñòåìû ìåæäó ñîáîé æåñòêî ñâÿçàíû, âçàèìíî äîïîëíÿþò äðóã äðóãà, è ñèñòåìàâðîæäåííîãî èììóíèòåòà ïî÷òè âñåãäà ÿâëÿåòñÿ íåîáõîäèìîé ïëàòôîðìîé äëÿ ðàçâèòèÿàäàïòèâíîãî èììóííîãî îòâåòà.èñòî÷íèêàèíôîðìàöèèäëÿÊëåòêè âðîæäåííîãî èììóíèòåòà âûñòóïàþò â êà÷åñòâåêëåòîêàäàïòèâíîãîèììóíèòåòà.Çàõâàòûâàÿïàòîãåííûåîðãàíèçìû è ñòðóêòóðû îíè ïåðåìåùàþòñÿ â öåíòðû ðàçâèòèÿ àäàïòèâíîãî èììóííîãî îòâåòà(ëèìôîóçëû, ñåëåç¼íêó è äð.), äðîáÿò çàõâà÷åííûé ìàòåðèàë íà íåáîëüøèå ìîëåêóëÿðíûåôðàãìåíòû, êîòîðûå çàòåì ïðåäñòàâëÿþò äëÿ àíàëèçà êëåòêàì àäàïòèâíîãî èììóíèòåòà.Ïðîöåññ ýòîò íàçûâàåòñÿêëåòêàìè.ïðåçåíòàöèåé àíòèãåíà, à ñàìè êëåòêè àíòèãåí ïðåçåíòèðóþùèìèÑèñòåìà àäàïòèâíîãî èììóíèòåòà èìååò äîâîëüíî ñëîæíóþ ñòðóêòóðó, èìåþùóþ öåëüþðàçâèòèå ðàçëè÷íûõ ôîðì èììóííîãî îòâåòà (íàèáîëåå ïîäõîäÿùèõ ê êîíêðåòíîìó ïàòîãåíó). êà÷åñòâå î÷åíü ãðóáîé êëàññèôèêàöèè ìîæíî âûäåëèòü äâå îñíîâíûõ ôîðìû àäàïòèâíîãîèììóíèòåòà:Ïðèêëåòî÷íóþ è ãóìîðàëüíóþ (õèìè÷åñêè îáóñëîâëåííóþ).ðàçâèòèèêëåòî÷íîãîñòàíîâÿòñÿ ñïåöèôè÷íûåÒñèììóííîãîëèìôîöèòûîòâåòàîñíîâíûìè(èëè èíà÷åäåéñòâóþùèìèëèöàìèCD8+ Ò-êèëëåðíûå êëåòêè).Îíèíàõîäÿò çàðàæåííûå êëåòêè îðãàíèçìà è óíè÷òîæàþò èõ (äëÿ ÷åãî ó Ò-êèëëåðîâ èìååòñÿáîëüøîé àðñåíàë ñðåäñòâ).Îñíîâíûìè äåéñòâóþùèìè ëèöàìè ãóìîðàëüíîãî èììóíèòåòà ÿâëÿþòñÿ ñïåöèôè÷íûåB-ëèìôîöèòû(èíà÷åïëàçìîöèòû):îíè ñåêðåòèðóþò â áîëüøîì êîëè÷åñòâåàíòèòåëà áåëêè, êîòîðûå, ïðîíèêàÿ âî âñå óãîëêè îðãàíèçìà, ïðèëåïëÿþòñÿ ê èìåþùèì àíòèãåíêëåòêàì èëè ìèêðîîðãàíèçìàì è óíè÷òîæàþò èõ èëè ñïîñîáñòâóþò èõ óíè÷òîæåíèþ ñèëàìèâðîæäåííîãî èììóíèòåòà. íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ Â-ëèìôîöèòû ìîãóò âûñòóïàòü â êà÷åñòâåàíòèãåí-ïðåçåíòèðóþùèõ êëåòîê íàðàâíå ñ êëåòêàìè âðîæäåííîãî èììóíèòåòà (à èíîãäà äàæåâìåñòî íèõ). öåëîì âñåìè ïðîöåññàìè àäàïòèâíîãî è, ÷àñòè÷íî, âðîæäåííîãî èììóíèòåòà óïðàâëÿþòñïåöèôè÷íûåÒh ëèìôîöèòû(èíà÷åCD4+ Ò-õåëïåðíûå êëåòêè).Ò-õåëïåðû îïðåäåëÿþò,êàêîé òèï èììóííîãî îòâåòà íàèáîëåå ïîäõîäèò â êîíêðåòíîì ñëó÷àå, è êîîðäèíèðóþòðàçâèòèå èììóííîãî îòâåòà ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíûõ ñèãíàëüíûõ ìîëåêóë èíòåðëåéêèíû).Öèòîêèíûöèòîêèíîâ (èíà÷åïðåäñòàâëÿþò ñîáîé íåáîëüøèå ìîëåêóëû áåëêîâîé ïðèðîäû.ìîìåíò íàóêå èçâåñòíû íåñêîëüêî ñîòåí ðàçëè÷íûõòèïîâöèòîêèíîâ.Íà äàííûéËþáàÿ êëåòêàîðãàíèçìà, â îñîáåííîñòè èììóíîêîìïåòåíòíàÿ êëåòêà, èìååò íà ñâîåé ìåìáðàíå îãðîìíîå÷èñëî ðàçëè÷íûõ ðåöåïòîðîâ ê öèòîêèíàì è ñàìà ñïîñîáíà ïðîèçâîäèòü íåìàëîå èõ ÷èñëî.Ïðè ýòîì, êàê ïîêàçàëè èññëåäîâàíèÿ âíóòðèêëåòî÷íûõ àêòèâàöèîííûõ ñâÿçåé, âîñïðèÿòèå6Ðèñóíîê 1.