物理细胞

PhysiCell:一个基于开放源码物理的三维多细胞系统细胞模拟器。许多多细胞系统的问题只能通过研究细胞如何运动、生长、分裂、相互作用和死亡来理解。当许多相互作用的细胞对其微环境作出反应并影响其微环境时,就会出现组织尺度动力学。这种多细胞系统的理想“虚拟实验室”既模拟生化微环境(“舞台”)也模拟许多机械和生化相互作用的细胞(舞台上的“玩家”)。基于PhysicallPhysicalPhysicalBasedPolycellSimulator是一个开源的基于agent的模拟器,它为研究动态组织微环境中许多相互作用的细胞提供了平台和参与者。它建立在多底物生物转运求解器的基础上,将细胞表型与多种扩散底物和信号因子联系起来。它包括生物学驱动的细胞循环、凋亡、坏死、固体和液体体积变化、力学和“开箱即用”运动的子模型。C++代码的依赖性最小,使得跨平台的维护和部署变得简单。physicall已经与OpenMP并行化,其性能随着单元数的增加而线性扩展。在四核桌面工作站上,最多可模拟105-106个单元;在单个HPC计算节点上可以实现更大的模拟。我们通过模拟坏死核心生物力学、三维几何结构和随机性对乳腺悬滴状肿瘤球体和导管原位癌(DCIS)动力学的影响来展示PhysiCell。我们通过合成多细胞系统(一种“细胞货物输送”系统,应用于抗癌治疗)、癌症异质性和癌症免疫学中的实例,展示了多种细胞类型的随机运动性、化学和基于接触的相互作用,以及物理细胞的可扩展性。Physicall是一个功能强大的多细胞系统模拟器,它将随着新功能和性能的改进而不断改进。它还代表了一个重要的独立代码库,用于从其他仿真平台复制结果。physicall的源代码、示例、文档和支持都可以在BSD许可证下获得http://PhysiCell.mathcarcine.org以及http://PhysiCell.sf.net。