×
乔克韦尔，M。;G.J.马勒。;黄，P。;B.T.穆雷。

多尺度生物信息学肿瘤微环境中内皮细胞向间充质细胞转化的模型。 （英语） Zbl 1420.92008年

J.西奥。生物。 480229-240（2019）.
摘要：内皮-间充质转化（EndMT）是一个内皮细胞获得间充质样表型的过程，以响应机械生物学信号，从而导致基础组织的重塑或修复。虽然最初与胚胎发育有关，但这一过程后来被证明发生在成人组织重塑中，包括伤口愈合、纤维化和癌症。为了了解EndMT在癌症进展和转移中的作用，我们提出了一种多尺度、三维、，生物信息学模型。该模型将细胞外基质重塑等组织层面的现象、迁移和增殖等细胞层面的现象以及肿瘤微环境中的化学运输结合起来，以模拟在体外癌症微环境的组织模型。该模型用于研究EndMT-derived activated fibroblasts（EDAFs）的存在和不同基质硬度对肿瘤细胞迁移和增殖的影响。这些模拟精确地模拟了给定条件下肿瘤细胞的行为。EDAFs的存在和/或基质硬度的增加导致肿瘤细胞活性增加。该模型为在细胞和亚细胞生理水平上进一步研究肿瘤微环境中的EDAFs奠定了基础。

MSC公司：

92立方厘米 发育生物学，模式形成
92立方37 细胞生物学
92立方厘米 生物力学
92-08 生物问题的计算方法

关键词：

蜂窝Potts模型;CompuCell3D;结束MT;癌症转移;机械生物学;连续体模型

软件：

胚胎制造者;CompuCell3D
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{M.Chowkwale}等人，J.Theor。生物学480，229--240（2019；Zbl 1420.92008）
全文： 内政部

参考文献：

[1] T·阿卜杜拉。，上皮细胞向间充质细胞转化模型的研究进展（博士）（2013），拉夫堡大学
[2] 阿尔伯茨，B。；约翰逊，A。；刘易斯，J。；拉夫，M。；罗伯茨，K。；Walter，P.，《细胞分子生物学》（2002），《加兰科学》
[3] Albro，M.B。；尼姆·R·J。；Cigan，A.D。；叶鲁沙尔米，K.J。；Alliston，T。；Hung，C.T。；Ateshian，G.A.，关节软骨浅层外源性活化TGF-β的积累，生物物理学。J.，104，817794-1804（2013）
[4] 亚历山大，N.R。；K.M.分行。；A.帕雷克。；克拉克·E·S。；伊韦克，I.C。；盖尔彻，S.A。；Weaver，A.M.，《细胞外基质刚性促进入侵足活性》，Curr。生物CB，18，17，1295-1299（2008）
[5] 安·G。；米（Mi，Q.）。；杜塔·莫萨托，J。；Vodovotz，Y.，基于Agent的翻译系统生物学模型，Wiley Interdiscip。版本系统。生物医学，1,2159-171（2009）
[7] Anderson，A.R.A.，实体肿瘤侵袭的混合数学模型：细胞粘附的重要性，数学。医学生物学A J.IMA，22，2，163-186（2005）·Zbl 1073.92013年
[8] Anderson，A.R.A.，实体瘤生长和侵袭的混合多尺度模型：进化和微环境，（Anderson，A.R.A.；Chaplain，M.A.J.；Rejniak，K.A.，生物学和医学中基于单细胞的模型（2007），Birkhäuser Basel:Birkhäuser Basel Basel），3-28·2018年9月22日
[9] 亚瑟，G.J。；Sudhakar，M.，《二氧化碳运输》，Contin。教育。阿纳斯。批评。护理疼痛，5，6，207-210（2005）
[10] Bailey，A.M。；劳伦斯，M.B。；Shang，H。；A.J.卡茨。；Peirce，S.M.，基于Agent-Based模型的治疗性脂肪基质细胞在缺血期间的贩运预测了P-Selectin的滚动能力，PLoS-Comput。生物学，5，2，文章e1000294 pp.（2009）
[11] Baker，M.，关节病中细胞因子动力学的数学模型（2015），诺丁汉大学。，检索自
[12] Balter，A。；默克斯，R.M.H。；新泽西州波普·阿夫斯基。；斯瓦特，M。；Glazier，J.A.，《Glazier-graner-hogeweg模型：扩展、未来方向和进一步研究的机会》，《生物和医学中基于单细胞的模型》，151-167（2007），Birkhäuser Basel
[13] 巴斯金，C。；Sauvonnet，N.，磷酰肌醇3-激酶，位于细胞因子受体的内吞和信号转导之间，Commun。集成。生物学，6，4，e24243（2013）
[14] 贝尔蒙特，J.M。；Clendenon，S.G。；奥利维拉，G.M。；斯瓦特，M.H。；Greene，E.V。；Jeyaraman，S。；Bacallao，R.L.，虚拟组织计算机模拟定义了细胞粘附和增殖在肾囊性疾病发病中的作用，分子生物学。细胞，27，22，3673-3685（2016）
[15] Bendas，G。；Borsig，L.，《癌细胞粘附和转移：选择素、整合素和肝素的抑制潜力》【研究文章】，《国际细胞生物学杂志》（2012），676731
[16] Caicedo，A。；弗里茨，V。；J.-布隆德罗。医学硕士。；阿亚拉，M。；丹尼蒙特，I。；Abdellaoui，N。；米歇尔·维格奈斯。L.，MitoCeption作为评估间充质干细胞/基质细胞线粒体对癌细胞代谢和功能影响的新工具，Sci。众议员，59073（2015）
[17] 凯里，S.P。；达芬索，T.M。；Shin，S.J。；Reinhart-King，C.A.，《肿瘤侵袭的机械生物学：工程与肿瘤学的结合》，《Oncol评论》。血液学。，83, 2, 170-183 (2012)
[18] 凯里，S.P。；Kraning-Rush，C.M。；威廉姆斯，R.M。；Reinhart-King，C.A.，通过细胞外基质微结构对侵袭性肿瘤细胞行为的生物物理控制，生物材料，33，16，4157-4165（2012）
[19] Cho，J.G。；A.李。；Chang，W。；李，M.-。美国。；Kim，J.，内皮细胞向间充质细胞转化是炎症和内皮功能障碍之间相互作用的关键环节，Front。免疫学。，9 (2018)
[20] 科尔特斯，E。；罗斯沃尔，P。；Pietras，K.，肿瘤微环境中间充质细胞类型的功能亚群，Semin。癌症生物学。，25, 3-9 (2014)
[21] 克里斯蒂尼，V。；Lowengrub，J.，癌症的多尺度建模：综合实验和数学建模方法（2010），剑桥大学出版社
[22] 达哈尔，S。；黄，P。；Murray，B.T。；Mahler，G.J.，主动脉瓣内皮细胞中改变的细胞外基质诱导内皮细胞向间充质转化，J.Biomed。马特。决议A部分，105，10，2729-2741（2017）
[23] Eladdadi，A。；Kim，P。；Mallet，D.，肿瘤免疫系统动力学的数学模型，《Springer数学与统计学报》，107（2014），Springer:Springer New York·Zbl 1303.92004号
[24] 恩德林，H。；帕克·D。；赫拉茨基，L。；Hahnfeldt，P.，《干细胞空间分布和增殖状态在确定肿瘤放射反应中的重要性》，数学。模型。自然现象。，4, 3, 117-133 (2009) ·Zbl 1165.92022号
[26] Glazier，J.A。；Graner，F.，《生物细胞差异粘附驱动重排的模拟》，Phys。修订版E Stat.Phys。等离子体液相关。Interdiscip公司。主题，47，3，2128-2154（1993）
[27] 古尔德，R。；Bassen，D.M。；查克拉巴蒂，A。；Varner，J.D。；Butcher，J.，上皮细胞向间充质细胞转化过程中的群体异质性由NFAT和磷酸化Sp1控制，PLoS-Comput。生物学，12，12，文章e1005251 pp.（2016）
[28] 郝伟（Hao，W.）。；科马·H·M。；哈特，P.A。；Conwell，D.L。；Lesinski，G.B。；弗里德曼，A.，慢性胰腺炎的数学模型，Proc。国家。阿卡德。科学。美国，114，19，5011-5016（2017）·Zbl 1404.92096号
[29] Hayflick，L.，《人类二倍体细胞株的有限体外寿命》，《实验细胞研究》，37，614-636（1965）
[30] 霍斯曼，M.R。；Vaupel，P.，肿瘤微环境形成的病理生理学基础，Front。Oncol.公司。，6 (2016)
[31] Hutson，M.S。；梁，M.C.K。；贝克，北卡罗来纳州。；斯宾塞，R.M。；Knudsen，T.B.，继发性腭裂融合和破裂的计算模型，化学。毒理学研究。，30, 4, 965-979 (2017)
[32] 伊马尼西，Y。；胡，B。；Jarzynka，M.J。；郭，P。；Elishaev，E。；巴尔·约瑟夫，I。；Cheng，S.-Y.，血管生成素-2通过α5β1整合素介导途径刺激乳腺癌转移，《癌症研究》，67，9，4254-4263（2007）
[33] 卡利，M。；Stylianopoulos，T.，《确定固体应力和基质硬度在癌细胞增殖和转移中的作用》，Front。Oncol.公司。，8 (2018)
[34] 肯尼，R.M。；博伊斯，M.W。；Truong，A.S。；巴涅尔，C.R。；Lockett，M.R.，纸基支架中癌细胞趋化性的实时成像，分析师，141，2661-668（2016）
[35] Kick，K。；Nekolla，K。；Rehberg，M。；沃尔马，A.M。；Zahler，S.，《内皮细胞迁移的新观点：基于基质组成的迁移模式转换》，动脉硬化。血栓。瓦斯克。生物学，36，12，2346-2357（2016）
[36] Kikuchi，K。；李，X。；郑毅。；Takano，Y.，乳腺癌细胞侵入胶原基质需要TGF-α和Cdc42信号，FEBS Lett。，585, 2, 286-290 (2011)
[37] Kleinstreuer，N。；迪克斯·D。；伦特里，M。；贝克，N。；西佩斯，N。；雷夫·D·。；Knudsen，T.，预测血管发育中断的计算模型，《公共科学图书馆·计算》。生物学，9，4，文章e1002996 pp.（2013）
[38] 科尔斯，V。；Charest，P.G。；Firtel，R.A.，《磷脂信号对细胞运动和趋化性的调节》，J.cell。科学。，121，第5部分，551-559（2008）
[39] 库马尔，S。；卡普尔，A。；德赛，S。；Inamdar，M.M。；Sen，S.，《集体细胞入侵的蛋白水解和非蛋白水解调节：通过ecm密度和组织进行调节》，科学代表，6（2016）
[40] 劳芬伯格博士。；Horwitz，A.F.，《细胞迁移：物理整合的分子过程》，《细胞》，84，3，359-369（1996）
[41] LeBleu，V.S。；Kalluri，R.，《癌相关成纤维细胞：起源、功能和翻译影响》，Dis-Model Mech，11，4（2018）
[43] Levental，K.R。；Yu，H。；Kass，L。；Lakins，J.N。；埃格布拉德，M。；Erler，J.T。；Weaver，V.M.，《基质交联通过增强整合素信号传导促进肿瘤进展》，《细胞》，139，5，891-906（2009）
[44] 马勒，G.J。；Farrar，E.J。；Butcher，J.T.，炎症细胞因子促进胚胎和成人瓣膜内皮细胞（Arterioscler）的间充质转化。血栓。瓦斯克。生物学，33，121-130（2013）
[45] Makinde，T。；Agrawal，D.K.，《健康和疾病中血管生成素-1-Tie2受体的血管内和血管外跨膜信号传导》，J.Cell。《分子医学》，12，3，810-828（2008）
[46] 曼德尔，K。；塞德尔，D。；半径，D。；Lehnert，H。；Gieseler，F。；哈斯·R。；Ungefroren，H.，利用新型实时技术对体外原代人类正常和肿瘤乳腺细胞自发和TGF-β诱导的细胞运动进行表征，PLoS ONE，8，2，e56591（2013）
[47] 玛丽·里拉，M。；Brun-Usan，M。；齐姆·R。；Välikangas，T。；Salazar-Ciudad，I.，上皮、间充质及其相互作用的发育计算模型：统一模型，生物信息学，32，2，219-225（2016）
[48] 马克瓦尔德，T.-。医学硕士。；Grolimund，P。；塞勒，R.W。；罗斯·F。；Aaslide，R.，《大脑中动脉血流速度对潮气末二氧化碳分压的依赖性——一项经颅超声多普勒研究》，脑科学杂志。血流Metab。，4，368-372（1984年）
[49] 马什，T。；Pietras，K。；McAllister，S.S.，成纤维细胞作为癌症发病机制的建筑师，Biochim。生物物理学。《学报》，1832，7，1070-1078（2013）
[50] McKeown，S.R.，《定义肿瘤中的常氧、缺氧和缺氧——治疗反应的暗示》，英国放射医学杂志。，第87、1035条，第20130676页（2014年）
[51] 米纳，S.G。；黄，P。；Murray，B.T。；Mahler，G.J.，《剪应力和组织特性改变对内皮细胞向间充质转化和肿瘤-内皮细胞相互作用的作用》，生物微流体，11，4，第044104页，（2017）
[52] Mosadegh，B。；洛克特，M.R。；Minn，K.T。；西蒙，K.A。；吉尔伯特，K。；希利尔，S。；Whitesides，G.M.，《基于纸张的侵袭试验：评估氧梯度下癌细胞的趋化性》，《生物材料》，52，262-271（2015）
[53] 纳吉斯，N.N。；奥尔德雷奇，R.C。；Guy，R.D.，《细胞外基质（ECM）可溶性片段对肿瘤生长和形态的影响》，数学。生物科学。，296, 1-16 (2018) ·Zbl 1380.92031号
[54] Neagu，A。；米罗诺夫，V。；科斯廷，I。；巴茨，B。；Neagu，M。；Moreno-Rodriguez，R.A。；Forgacs，G.，上皮-间充质转化的计算模型，生物系统，100，1，23-30（2010）
[55] Oden，J.T。；利马，E.A.B.F。；阿尔梅达共和国。；冯，Y。；Rylander，M.N。；富恩特斯，D。；Zhou，J.C.，《血管肿瘤生长的多尺度预测模型：肿瘤预测的计算和实验肿瘤学》，Arch。计算。方法工程，23，4，735-779（2016）·Zbl 1360.92059号
[57] 帕尔达利，E。；Sanchez-Duffhues，G。；波多黎各戈麦斯，M.C。；ten Dijke，P.，纤维化疾病中TGF-β诱导的内皮-间充质转化，国际分子科学杂志。，18, 10 (2017)
[58] 帕克，C.K。；Jung，W.H。；Koo，J.S.，浸润性小叶癌和浸润性导管癌癌相关成纤维细胞相关蛋白的表达不同，乳腺癌研究治疗。，159, 1, 55-69 (2016)
[59] M.帕里。；Chiarugi，P.，Rac和Rho GTPases在癌细胞运动控制中的作用，细胞通讯。信号。CCS，8，23（2010）
[60] Pathak，A。；Kumar，S.，《基质刚度和限制对肿瘤细胞迁移的独立调节》，Proc。国家。阿卡德。科学。美国，109，26，10334-10339（2012）
[61] 佩雷斯，L。；Muñoz-Durango，N。；里德尔，C.A。；埃切维里亚，C。；Kalergis，A.M。；卡贝洛·维鲁吉奥，C。；Simon，F.，《内皮-间充质转化：炎症条件下决定内皮纤维化的细胞因子介导途径》，《细胞因子生长因子评论》，33，41-54（2017）
[62] Popel，A.S.，《组织氧运输理论》，《生物医学评论》。工程师，17，3，257-321（1989）
[63] 新泽西州波普·阿夫斯基。；阿杰罗，美国。；Gens，J.S。；斯瓦特，M。；Glazier，J.A。；Anderson，A.R.A.，模拟无血管肿瘤的前部不稳定性和侵袭性，Bull。数学。《生物学》，71，5，1189-1227（2009）·Zbl 1169.92030号
[64] 波坦塔，S。；Zeisberg，E。；Kalluri，R.，《内皮-间充质转化在癌症进展中的作用》，英国癌症杂志，99，9，1375-1379（2008）
[65] 拉米斯·孔德，I。；牧师，M.A.J。；Anderson，A.R.A.，癌细胞侵袭组织的数学模型，数学。计算。型号。，47，5-6，533-545（2008）·兹比尔1148.92021
[66] 里德，S.E。；凯·E·J。；Neilson，L.J。；汉泽，A.-。T。；Serneels，J。；麦基，E.J。；Zanivan，S.，《肿瘤基质硬度促进转移癌细胞与内皮细胞的相互作用》，EMBO J.，文章e201694912 pp.（2017）
[67] Rejniak，K.A。；Anderson，A.R.A.，肿瘤生长的混合模型，Wiley Interdiscip。版本系统。生物医学，3，1，115-125（2011）
[68] Roussos，E.T。；Condeelis，J.S。；Patsialou，A.，《癌症的趋化作用》，《国家癌症评论》，11，8，573-587（2011）
[69] Rubin，H.，人类细胞衰老之间的差异在体外和终身复制体内，国家生物技术。，20, 7, 675-681 (2002)
[70] Sai，J。；罗杰斯，M。；霍克梅耶，K。；Wikswo，J.P。；Richmond，A.，《利用微流体装置研究癌症的趋化性和细胞间相互作用》，Meth。酶制剂。，570, 19-45 (2016)
[71] Saito，A.、EMT和EndMT：以类似方式进行监管？，生物化学杂志。，153, 6, 493-495 (2013)
[72] 施拉德，J。；Gordon-Walker，T.T。；Aucott，R.L。；van Deemter，M。；夸斯，A。；沃尔什，S。；Iredale，J.P.，《基质硬度调节肝细胞癌细胞的增殖、化疗反应和休眠》，《肝病学》（马里兰州巴尔的摩），53，4，1192-1205（2011）
[73] Shirinifard，A。；Gens，J.S.等人。；Zaitlen，B.L。；新泽西州波普·阿夫斯基。；斯瓦特，M。；Glazier，J.A.，肿瘤生长和血管生成的3D多细胞模拟，《公共科学图书馆·综合》，4，10，e7190（2009）
[74] 斯卢卡，J.P。；Fu，X。；斯瓦特，M。；Belmonte，J.M。；Cosmanescu，A。；Clendenon，S.G。；Glazier，J.A.，《以肝脏为中心的异种生物多尺度建模框架》，《公共科学图书馆·综合》，11，9，文章e0162428 pp.（2016）
[75] 苏，B。；周，W。；Dorman，K.S。；Jones，D.E.，组织免疫反应的数学模型，计算机。数学。方法。医学，10，1，9-38（2009）·Zbl 1317.92044号
[76] 斯瓦特，M.H。；托马斯·G·L。；Belmonte，J.M。；Shirinifard，A。；Hmeljak，D。；Glazier，J.A.，使用CompuCell3D的组织多尺度建模，方法。单元格。《生物学》，110，325-366（2012）
[77] 2013年，斯瓦特·M.H.、西里尼法德·A.、巴尔特·A.、波普·奥夫斯基·新泽西、格拉泽·J.A。CompuCell3D快速入门指南版本3.7.0。http://www.compucell3d.org/BinDoc/cc3d_binaries/Manuals/PASI_compucell3d_quickstartguide_2.0.pdf; 2013年，斯瓦特·M.H.、西里尼法德·A.、巴尔特·A.、波普·奥夫斯基·新泽西、格拉泽·J.A。CompuCell3D快速入门指南版本3.7.0。http://www.compucell3d.org/BinDoc/cc3d_binaries/Manuals/PASI_compucell3d_quickstartguide_2.0.pdf
[78] 斯瓦特，M.H。；托马斯·G·L。；Shirinifard，A。；Clendenon，S.G。；Glazier，J.A.，《实体肿瘤的紧急分层选择降低肿瘤细胞的凝聚力：使用compucell3d的多细胞、虚拟组织肿瘤演化模型》，PLoS ONE，10，6，Article e0127972 pp.（2015）
[79] 萨博，A。；Merks，R.M.H.，《肿瘤生长、肿瘤侵袭和肿瘤演化的细胞波茨模型》，Front Oncol，3（2013）
[80] 绍特，C.S。；布坎南，C.F。；Rylander，M.N。；Freeman，J.W.，在胶原蛋白I水凝胶中培养的癌细胞表现出体内实体肿瘤表型，（2011年IEEE第37届东北生物工程年会（NEBEC）（2011）），1-2
[81] Tang，L。；Ven，A.L。；郭，D。；安达萨里，V。；克里斯蒂尼，V。；Li，K.C。；Zhou，X.，用于化疗评估的3D肿瘤生长和血管生成的计算模型，PLoS ONE，9，1，e83962（2014）
[82] Tao，L。；黄，G。；宋，H。；陈，Y。；Chen，L.，《癌症相关成纤维细胞：在肿瘤微环境中的重要作用》，Oncol Lett，14，3，2611-2620（2017）
[83] Trepiana，J。；梅吉德，S。；纳瓦罗，R。；埃尔南德斯，M.L。；Ruiz-Sanz，J.I。；Ruiz Larrea，M.B.，氧分压对人肝癌细胞特性的影响，氧化还原。生物学，12，103-113（2017）
[84] Truong，D。；Puleo，J。；莱夫，A。；穆奈姆，G。；卡姆·R·D。；Nikkhah，M.，乳腺癌细胞侵入三维肿瘤基质微环境，科学。代表，634094（2016）
[85] Usselman，R.J。；Chavarriaga，C。；卡斯特罗，P.R。；普罗科皮奥，M。；Ritz，T。；Dratz，E.A。；Martino，C.F.，《活性氧物种分配的量子生物学影响细胞生物能量学》，科学。代表，638543（2016）
[86] 维吉利奥，K.M。；马丁·K·S。；皮尔斯，S.M。；Blemker，S.S.，骨骼肌的多尺度模型揭示了肌营养不良对组织力学和损伤易感性的复杂影响，Interf.Focus，5，2，文章20140080 pp.（2015）
[87] 瓦格纳，文学学士。；Venkataraman，S。；Buettner，G.R.，细胞的氧利用率，自由基。生物医学，51，3（2011），700-712
[88] 王，X。；阿里，M.S。；Lacerda，C.M.R.，《用于心脏瓣膜组织工程的三维胶原蛋白弹性蛋白支架》，生物工程（瑞士巴塞尔），2018年第5、3期
[89] Wen，J.H。；Choi，O。；Taylor-Weiner，H。；Fuhrmann，A。；Karpiak，J.V。；Almutairi，A。；Engler，A.J.，触觉轴是细胞类型特异性的，受底物粘附性（cell）的限制。生物分子。，8, 4, 530-542 (2015)
[90] Yeon，J.H。；Jeong，H.E。；Seo，H。；Cho，S。；Kim，K。；纳·D。；Kang，J.Y.，癌源性外泌体触发内皮细胞向间充质细胞转化，然后诱导癌相关成纤维细胞，生物学报。，76, 146-153 (2018)
[91] Yu，J。；田，S。；Metheny-Barlow，L。；咀嚼，L.-。J。；Hayes，A.J。；潘，H。；李，L.-。Y.，血管内皮生长抑制剂对内皮细胞生长停滞和凋亡的调节，Circ。第89、12、1161-1167号决议（2001年）
[92] Zeisberg，E.M。；波坦塔，S。；谢林。；Zeisberg，M。；Kalluri，R.，《发现内皮细胞向间充质细胞转化是癌相关成纤维细胞的来源》，《癌症研究》，67，21，10123-10128（2007）
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