主要观点总结
本文研究了巨噬细胞中NFκB和p38的动态和组合编码，以了解它们如何响应不同的刺激。实验发现，p38动态编码能够区分不同的刺激，包括病原体相关分子模式和细胞因子，但对剂量的区分能力有限。在组合编码方面，虽然p38和NFκB的活性在不同细胞之间存在弱相关性，但它们各自对特定的刺激表现出不同的反应，说明它们在调节基因表达方面发挥不同的作用。数学模型揭示了p38和NFκB动态特征异质性的潜在来源，并预测这些异质性可以驱动基因表达的变异性。此外，基因依赖于p38和NFκB的表达显示出高度的scRNAseq变异性和双峰性，表明组合信号传导机制可能限制了某些炎性细胞因子的表达。
关键观点总结
关键观点1: p38动态编码的能力
p38能够区分不同的刺激，如病原体相关分子模式和细胞因子，但对剂量的区分能力有限。
关键观点2: 组合编码的作用
p38和NFκB的活性在不同细胞之间存在弱相关性，它们各自对特定的刺激表现出不同的反应。
关键观点3: 异质性的来源
数学模型揭示了p38和NFκB动态特征异质性的潜在来源，并预测这些异质性可以驱动基因表达的变异性。
关键观点4: 基因表达的变异性
依赖于p38和NFκB的基因表达显示出高度的scRNAseq变异性和双峰性，表明组合信号传导机制可能限制了某些炎性细胞因子的表达。
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Chestnut Studying 摘要 Macrophages sense pathogens and orchestrate specific immune responses. Stimulus specificity is thought to be achieved through combinatorial and dynamical coding by signaling pathways. While NFκB dynamics are known to encode stimulus information, dynamical coding in other signaling pathways and their combinatorial coordination remain unclear. Here, we established live-cell microscopy to investigate how NFκB and p38 dynamics interface in stimulated macrophages. Information theory and machine learning revealed that p38 dynamics distinguish cytokine TNF from pathogen-associated molecular patterns and high doses from low, but contributed little to information-rich NFκB dynamics when both pathways are considered. This suggests that immune response genes benefit from decoding immune signaling dynamics or combinatorics, but not both. We found that the heterogeneity of the two pathways is surprisingly uncorrelated. Mathematical modeling revealed potential
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