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结肠癌类器官的三维时空建模表明,干细胞自我更新的多模式控制是肿瘤生长早期大小和形状的关键决定因素。 (英语) Zbl 1394.92068号

摘要:我们开发了一个三维多谱数学模型来模拟含有干细胞、祖细胞和终末分化细胞的结肠癌类器官的生长,作为早期(血管前)肿瘤生长的模型。干细胞(SC)分泌短程自我更新启动子(例如Wnt)及其长程抑制剂(例如Dkk)并缓慢增殖。承诺型祖细胞(CP)增殖更快并分化,产生有丝分裂后终末分化细胞,释放分化促进剂,在SC和CP自我更新上形成负反馈环。我们证明SCs在正常和癌症结肠器官中起着中心作用。SC自我更新启动子的空间模式产生SC簇,其在类器官表面周围模拟干细胞生态位,并驱动侵袭性手指的发育。我们还研究了外部应用的信号因子的影响。应用抑制SC和CP自我更新的骨形态发生蛋白可以减少侵袭性和器官大小。应用肝细胞生长因子可以增强SC的自我更新能力,在低浓度下可以产生较大的尺寸并促进手指的发育,但在高浓度下会抑制手指的发育。这些结果与最近关于结肠类有机物的实验一致。由于许多癌症是分层组织的,并且受到与正常组织相似的反馈调节,我们的结果表明,在癌症中,癌症干细胞自我更新的控制应以类似的方式影响大小和形状,从而为新的治疗打开了大门。

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