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(F9細胞庫)博弈論揭示癌細胞能量生產(chǎn)中弱點

時間:2018-9-26閱讀:8110
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研究腫瘤細胞之間是怎樣互相合作的。找到破壞轉(zhuǎn)移性癌細胞之間的“伙伴關(guān)系”,讓癌瘤變得更脆弱。目前我們還無法治愈轉(zhuǎn)移性癌癥,(人293T細胞  來源:通派細胞庫 人胚腎細胞)博弈論為我們攻克這一難題增加了籌碼。

博弈論是關(guān)于戰(zhàn)略決策的數(shù)學研究,(小鼠S-180細胞 來源:通派細胞庫  小鼠肉瘤細胞)廣泛用于預(yù)測個體、群體甚至國家之間的沖突與合作。從生態(tài)視角來預(yù)測細胞之間的相互作用。

腫瘤包含多種細胞,它們也處在類似合作與競爭的狀態(tài),并在這兩種狀態(tài)間轉(zhuǎn)換。(大鼠GH3細胞  來源:通派細胞庫 大鼠垂體瘤細胞)只研究從腫瘤中分離細胞是不夠的,還要研究細胞的行為、它們與其他細胞的關(guān)系以及它們是怎樣共同進化的。

腫瘤細胞按照它們距離富氧血供應(yīng)的遠近可分為兩種:富氧細胞和貧氧細胞。(人T-47D細胞  來源:通派細胞庫 人乳管癌細胞)它們的能量代謝方式也不同,貧氧區(qū)細胞用葡萄糖生產(chǎn)能量,這一過程會釋放出乳酸;富氧區(qū)細胞用這種乳酸進行另一種能量代謝過程,釋放出葡萄糖,這些葡萄糖又會被貧氧細胞利用。

通常這兩個過程是有效的合作伙伴關(guān)系,幫助腫瘤生長。(人SHG44細胞 來源:通派細胞庫  人惡性星型膠質(zhì)瘤細胞)但這種關(guān)系在腫瘤細胞變異時會變化,變異率會影響富氧細胞和貧氧細胞之間伙伴關(guān)系的親密度、葡萄糖和乳酸的生產(chǎn)、利用水平。考慮這些因素,研究人員用數(shù)學和計算機工具設(shè)置了博弈參數(shù)。

根據(jù)博弈論的推算,當變異率在某個特殊范圍時,(Jurkat細胞  來源:通派細胞庫 急性T細胞白血病細胞)如果腫瘤突然改變了能量代謝策略,表明它有了一個關(guān)鍵性轉(zhuǎn)變。在腫瘤擴展傳播時,通常會發(fā)生這種能量生產(chǎn)策略的轉(zhuǎn)變。

在這一窗口期,腫瘤可能特別脆弱。(小鼠LLC細胞 來源:通派細胞庫  小鼠肺癌細胞)對醫(yī)生來說,這可能是破壞其環(huán)境和細胞間伙伴關(guān)系的時機。在此期間,一些腫瘤細胞可能會挑動周圍正常細胞釋放乳酸,作為自己的燃料,可以用破壞腫瘤細胞的乳酸運輸通道的療法。

讓腫瘤細胞無法互相合作,(人SK-BR-3細胞 來源:通派細胞庫  人乳癌細胞)它們可能就會停在那個狀態(tài),從而難以抵抗我們的抗癌療法。是否所有腫瘤都有能量代謝的合作尚不清楚,但本研究所用的博弈論模型為人們理解癌癥發(fā)展提供了新途徑。

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