346 | FÖRDERUNG DES WISSENSCHAFTLICHEN NACHWUCHSES


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Abb. 3: Mathematisches Modell zur Zelldifferenzierung in Abhängigkeit extrazellulärer Signale16. Ver-
schiedene Darstellungen: (A) Graphische Darstellung der Modellannahmen, Zunahme der Proliferations-
rate und Abnahme der Selbsterneuerung mit fortschreitender Differenzierung. (B) Mathematisches Multi-
Komartiment-Modell (gewöhnliche Differentialgleichungen). Das Modell beschreibt die zeitliche Ent-
wicklung mehrerer Subpopulationen, die den Differenzierungsstufen entsprechen und basiert auf ver-
schiedenen Regulationsmechanismen. Obwohl experimentelle Ergebnisse keinen Rückschluss auf die
exakte Anzahl von Kompartimenten zulassen, wird von mindestens 6 Differenzierungsstufen ausgegangen.
Die Parameter a(s) beschreiben die Selbsterneuerungsfraktion (Anteil der Tochterzellen, die nicht diffe-
renzieren), p(s) beschreibt die Proliferationsraten und d die Sterberate reifer Zellen. Der Parameter s
beschreibt die Konzentration von Signalmolekülen (Zytokinen), die Differenzierung und Proliferation
regulieren.