酸介导的肿瘤侵袭：脉管系统如何影响生长特征？

我们基于一个模型在二维中研究植入的无血管肿瘤种子的生长，该模型的侵袭机制以肿瘤诱导的微环境酸化及随之正常细胞死亡为中心。利用平均场分析求得肿瘤周围酸密度的空间分布。通过假设正常细胞和肿瘤细胞在局部 pH 低于特定阈值时活性急剧下降，我们确定了中心坏死核形成的条件，以及其半径作为肿瘤半径的函数。我们表明平均微血管密度（MVD）在决定肿瘤生长特征中起关键作用。当 MVD 足够小时，肿瘤内多余酸的积累导致坏死核的形成，其在大型肿瘤中占据总面积的显著比例。然而，当肿瘤内平均 MVD 大于外部时，由于多余酸更有效清除，坏死减少。在足够高的 MVD 下，肿瘤内无坏死，或仅限于基本无微血管的小区域。获得了这些不同生长阶段的 MVD 定量估计，并使用显式元胞自动机模拟进行了验证。近期关于坏死与 MVD 相关性的实验研究支持我们的主要结论。