胶质瘤假栅栏状结构多尺度建模：肿瘤微环境的贡献
组织与器官
2025-11-04 v1
摘要
胶质瘤是具有高度侵袭潜力和浸润性扩散的原发性脑肿瘤。其中，多形性胶质母细胞瘤（GBM）表现出微血管增生及由缺氧引发的显著坏死。以毛细血管闭塞部位为中心的、花环样高密度细胞结构（即所谓假栅栏状结构）的组织学样本是 GBM 的典型特征，并提示患者生存预后不良。我们在活跃粒子动力学理论的框架下提出一种多尺度建模方法，并通过上尺度过程推导出一个具有排斥性 pH 趋化的反应-扩散模型。我们证明了所得宏观系统某一版本存在唯一的全局有界经典解，并研究了该解的渐近行为。此外，我们研究了两种不同的尺度变换，并通过模拟比较所得宏观偏微分方程的行为。模拟表明，在某些参数范围内可形成图案（包括假栅栏状结构），且与肿瘤分级相符。当偏微分方程通过抛物型尺度变换（无向组织）得到时情况如此，而由双曲极限（有向组织）产生的偏微分方程则未观察到此类图案。这表明脑组织的无向性——至少就胶质瘤迁移而言。我们还研究了两种将细胞层面对缺氧响应的描述纳入模型的不同方式及其关联。
引用
@article{arxiv.2007.05297,
title = {Multiscale modeling of glioma pseudopalisades: contributions from the tumor microenvironment},
author = {Pawan Kumar and Jing Li and Christina Surulescu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.05297},
year = {2025}
}