肿瘤侵袭性生长的多尺度数学模型
动力系统
2016-03-25 v1 种群与进化
组织与器官
摘要
已知作为癌症的标志之一[30]，癌细胞对人体组织的侵袭是一个复杂的时空多尺度过程，使局部实体瘤转变为系统性、转移性和致命疾病。该过程探索并利用实体瘤与细胞外基质（ECM）组分及周围微环境中其他多种不同细胞类型建立的相互关系。通过分泌各种蛋白水解酶如基质金属蛋白酶（MMP）或尿激酶型纤溶酶原激活剂（uPA），癌细胞群改变周围 ECM 组成构型并克服物理屏障，最终实现对周围组织的局部癌症扩散。组织尺度肿瘤动力学与细胞尺度所涉蛋白水解酶的分子力学之间的主动相互作用突显了侵袭的生物学多尺度特征，并提出了用适当多尺度方法建模此过程的挑战。本文提出一种新的两尺度移动边界肿瘤侵袭模型，探索组织尺度肿瘤动力学与尿激酶纤溶酶原激活系统的分子动力学结合。基于[58]中提出的多尺度移动边界方法，我们此处建模允许研究由沿肿瘤侵袭边缘发生的细胞尺度 uPA 微动力学引起的组织尺度肿瘤形态变化。我们的计算模拟结果显示了一系列异质动力学，定性类似于多种不同癌症类型中观察到的侵袭生长模式，如[33]中讨论的肿瘤浸润生长模式。
引用
@article{arxiv.1603.07540,
title = {A multiscale mathematical model of tumour invasive growth},
author = {Lu Peng and Dumitru Trucu and Ping Lin and Alastair Thompson and Mark A. J. Chaplain},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.07540},
year = {2016}
}