钙依赖癌症细胞运动模型中由黏附驱动的模式

癌细胞表现出增强的迁移和增殖能力，这在肿瘤和转移灶的形成中起关键作用。这些病理变化可追溯到细胞信号通路的故障，其中钙信号在其中扮演重要角色。我们提出了一种癌症细胞运动的新模型，首次明确考虑了细胞增殖和细胞间黏附对钙的依赖性。我们工作的核心是一个描述癌细胞运动的非线性积分-微分（非局部）方程，考虑了细胞扩散、平流和增殖。我们还采用了一种成熟的细胞钙信号模型，其具有丰富的动力学行为，包括实验观察到的周期波列和孤立脉冲。癌细胞密度表现出由黏附驱动不稳定性（ADI）产生的行进波前和复杂空间模式。我们展示了不同的钙信号以及细胞间吸引和排斥强度的变化如何塑造涌现的细胞聚集模式，而这是转移过程的关键组成部分。通过线性稳定性分析，我们确定了对应于ADI的参数区域。这些区域得到了数值模拟的证实，模拟还揭示了不同类型的聚集模式，且这些模式受\ca显著影响。我们的研究表明，最大细胞密度随钙浓度增加而降低，而在许多情况下钙振荡频率与细胞密度振荡频率近似相等。此外，随着钙水平升高，行进波前的速度增加，这与更高的癌症侵袭潜能相关。这些新见解为设计可能依赖于控制细胞钙动力学的新癌症疗法迈出了一步。