癌症的进化动力学：从表观遗传调控到细胞种群动力学——数学模型框架、应用和待解问题
摘要：癌症进化动态的预测建模是计算癌症生物学中的一个挑战性问题。在本文中，我们提出了一个通用的数学模型框架，用于具有可塑性和癌细胞异质性的癌症进化动态。癌症是涉及异常细胞生长的一组疾病，其中干细胞再生中的异常调控对于癌症发展的动态是必不可少的。总的来说，干细胞再生动力学可以简化为一个G0期细胞周期模型，从而导致延迟分化方程。当考虑到细胞异质性和可塑性时，我们建立了基于干细胞细胞分裂过程中表观遗传状态的随机转换的微分积分方程。所提出的模型突出了细胞异质性和可塑性，并将异质性与细胞行为（如增殖、凋亡和分化/衰老）中的细胞间差异联系起来，并可以扩展以包括基因突变引起的肿瘤发展。基于数学模型框架开发了混合计算模型，并应用于炎症诱导的肿瘤发生和CAR-T治疗后肿瘤复发的过程。最后，我们提出了几个与所提出的微分积分方程相关的数学问题。这些问题的答案对于理解癌症的进化动态至关重要。
作者：Jinzhi Lei
论文ID：1908.07048
分类：Cell Behavior
分类简称：q-bio.CB
提交时间：2020-01-10