[论文解读] Across and beyond the cell are peptide strings

Razvan T. Radulescu|ArXiv.org|Nov 1, 2007

Chemical Synthesis and Analysis参考文献 5被引用 4

一句话总结

本文提出肽链——亚细胞与跨细胞肽网络——代表了比单个细胞更基础的生物组织层次，挑战了生物学中长期存在的以细胞为中心的观点。通过以这些动态肽链为视角重新诠释生理与病理过程，作者主张一场范式转变，或可为转移性癌症和类风湿关节炎等难治性疾病带来新见解。

ABSTRACT

Until presently, most approaches for understanding physiological or pathological phenomena have been based on the assumption that these processes start from individual cells, a concept introduced primarily by Virchow in the 19th century. Yet, it has also been increasingly recognized that this perception is insufficient, at least when it comes to grasping the mechanisms underlying largely incurable diseases such as metastatic cancer or rheumatoid arthritis. Despite this insight, even recently founded disciplines such as systems biology are still locked in this century-old mind-set of cellular building blocks and thus predictably of limited usefulness. Other studies conducted over the past years, however, suggest that there is something more fundamental to life and its various conditions than the cell: peptide strings. Here, I review the origin and nature of these sub- and trans-cellular elements as well as their potential to provide the long-sought answers hitherto inaccessible to cell biology.

研究动机与目标

• 挑战起源于维尔惠夫细胞理论的生物学主导性细胞中心范式。
• 解决当前系统生物学的局限性，尽管其仍依赖细胞构建模块，但这些模块在解释复杂疾病时仍显不足。
• 提出肽链作为生理与病理过程更基础的生物基质。
• 提供一个超越细胞边界的概念框架，重新定义生命复杂性的基础。
• 提供一种新视角，或可推动对转移性癌症和类风湿关节炎等难治性疾病理解与治疗的突破。

提出的方法

• 回顾历史与当代生物学概念，识别细胞范式的不足之处。
• 分析现有关于亚细胞与跨细胞肽网络的证据，确立其生物学相关性。
• 将肽链定位为在个体细胞之间及之外运作的新兴结构与功能单元。
• 借鉴系统生物学与生物分子动力学的洞见，重构生物组织的范式。
• 使用概念建模，阐明肽链如何在组织中介导远距离信号传导与结构协调。
• 主张肽链或可作为统一框架，以理解以往细胞模型难以触及的疾病机制。

实验结果

研究问题

• RQ1 为何当前基于细胞的模型无法解释转移性癌症和类风湿关节炎等难治性疾病的机制？
• RQ2 在细胞层次之上，尚存何种生物学结构或过程仍可被视为生命的根本？
• RQ3 肽链如何作为跨组织的统一结构与信号网络发挥作用？
• RQ4 肽链在多大程度上超越了传统系统生物学的局限？
• RQ5 基于肽链的模型对理解疾病进展与治疗干预具有何种意义？

主要发现

• 本文识别出当前生物学中的一个概念性缺口：即假设所有生理与病理过程均源于单个细胞，这一假设在理解复杂疾病时已显不足。
• 肽链——亚细胞与跨细胞肽网络——被提议为比细胞更基础的生物组织层次。
• 这些肽链可能介导组织中的远距离协调，或可解释转移性扩散与慢性炎症等现象。
• 作者主张，即使现代系统生物学仍受制于细胞范式，因此在应对难治性疾病时效用有限。
• 肽链的存在提供了一个新理论框架，或可揭示以往细胞中心模型无法触及的机制。
• 本文提出，肽链或可代表生物学中的统一原理，跨越并超越细胞边界，调控复杂的生理与病理状态。