葡萄糖匮乏癌细胞的进化动力学：来自实验驱动数学建模的见解
细胞行为
2024-01-25 v3
摘要
葡萄糖是癌细胞的主要能量来源。多条证据支持这样一种观点：单羧酸转运蛋白（如 MCT1）在葡萄糖贫乏环境中引发癌细胞的代谢重编程，使其能够将葡萄糖代谢的副产物乳酸重新用作替代能量来源，这对疾病进展具有严重后果。我们采用实验与数学建模协同的方法，探究癌细胞适应葡萄糖匮乏的进化过程，特别关注在葡萄糖匮乏的侵袭性癌细胞中观察到的 MCT1 表达增加背后的机制。来自乳腺癌细胞体外实验的数据被用于构建和校准一个数学模型，该模型包含一个按 MCT1 表达水平结构化的癌细胞种群动态的偏积分微分方程。该模型的解析与数值结果表明，由乳酸相关信号通路介导的 MCT1 表达的环境诱导变化使葡萄糖匮乏癌细胞能够作出迅速的适应性响应，而由表观遗传变化引起的 MCT1 表达波动为环境选择提供了作用底物，加速了癌细胞适应葡萄糖匮乏的选择性清除，并可能构成一种长期的避险机制。
引用
@article{arxiv.2301.08023,
title = {Evolutionary dynamics of glucose-deprived cancer cells: insights from experimentally-informed mathematical modelling},
author = {Luis Almeida and Jérôme Denis and Nathalie Ferrand and Tommaso Lorenzi and Antonin Prunet and Michéle Sabbah and Chiara Villa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.08023},
year = {2024}
}
备注
Main manuscript: 14 pages, 4 figures. Supplementary material: 29 pages, 11 figures, 2 tables