癌细胞在各向异性环境中的迁移动力学研究

发布时间：2020-10-17 19:24

　　 癌症,作为目前危害人类健康的最大杀手,人们对此进行了大量的研究,但是癌症的死亡率仍在不断攀升,其中癌细胞的转移是癌症致死的一个非常重要的因素。在这篇文章中,我们基于实验细胞迁移数据,结合布朗运动和统计物理方法,深度分析了细胞迁移的轨迹。并使用一些新颖有效的方法,如通过功率谱拟合得到癌细胞迁移的运动参数。人们发现不同类型的细胞具有不同的运动行为。一些类型细胞的自关联函数是双指数衰减的,这与传统的持续随机行走模型(Persistent random walk)所产生的单指数衰减不一样。众所周知,传统的持续随机模型是各项同性的,然而细胞运动所处的微环境却是各向异性的,然而这种各向异性对癌细胞的迁移模式具有重要的影响,因此本文将引用各向异性的模型来分析其对癌细胞迁移的重要影响。为了深度挖掘时间序列数据中的信息,本文将奇异矢量分解(Singular vector decomposition)方法应用到细胞的轨迹中以得到任何一条迁移轨迹的主轴和副轴。基于这个方法,我们可以使用传统的分析方法来得到细胞在这两个轴上的迁移性质,进一步验证微环境的各向异性对细胞迁移的影响。通过最大似然估计方法拟合速度功率谱,我们可以得到细胞的运动参数(持续时间和扩散系数),从而了解一个细胞群体中细胞的结构。这种细胞结构可以有助于我们理解群体细胞迁移中领头细胞交换的现象,并为之后建模群体细胞的迁移提供参考。并且通过分析实验数据,我们可以粗略地得到癌细胞迁移的物理图像。
【学位单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R73-3
【部分图文】：

６?Ｃａｒｉｂｂｅａｎ?（９０．８００）?１２?Ｓｏｕｔｈ－Ｃｅｎｔｒａｌ?Ａｓｉａ?（１．５１４．０００）?１８?Ａｕｓｔｒａｌｉａ／Ｎｅｗ?Ｚｅａｌａｎｄ?（１４３．４００）??图１．１?２０１２年２１个世界区域新增癌症病例估计数。＊由于计算方法的原因，地??区估计数不会与世界范围内的估计值相加来源：ＧＬＯＢＯＣＡＮ?２０１２。１１１??１??

癌症的发生也与外界环境紧密相关。世界卫生组织对致癌因素进行了分类，包??括：物理致癌物［１（）］、化学致癌物［１１］和生物致癌物［１２］，这些因素与基因因素一起??导致了癌症的发生，发生过程如图１．３。??Ｎｏｒｍａｌ?＾?Ｈｙｐｅｒｐｌａｓｉａ?Ｄｙｓｐｌａｓｉａ?？?Ｃａｎｃｅｒ??＿Ｈ?、＿??園圓漏Ｍ??图１．３正常细胞变异为癌细胞过程。在人体组织中形成癌细胞之前，细胞经历??称为增生和发育不良的异常改变。在增生中，在显微镜下显现正常的器官或??组织中的细胞数目增加。在发育异常中，细胞在显微镜下看起来不正常，但??不是癌症。增生和发育异常可能会或可能不会成为癌症。＊Ｃｒｅｄｉｔ：?？?２０１４??Ｔｅｒｅｓｅ?Ｗｉｎｓｌｏｗ?ＬＬＣ．?Ｕ．Ｓ．?Ｇｏｖｔ，?ｈａｓ?ｃｅｒｔａｉｎ?ｒｉｇｈｔｓ。??１．３研究现状??为什么癌症会让人胆战心惊并且难以治愈？因为癌细胞是一种变异细胞，??其具有和正常细胞不一样的性质。这些性质赋予了癌细胞一些“超能力”，比??如无限增值、可转化和易转移。大量实验表明肿瘤细胞具有很强的侵袭迁移能??力，在许多患者体内，癌细胞可以穿透血管和组织进行迁移［１３］，并在患者身体??的其它部位形成新的癌细胞聚落。这些新形成的聚落被称为转移灶

?第二章相关理论知识???互联结、相互协同在细胞间质内形成相对稳定的网状结构，为细胞和组织支持、联结、固定和缓冲等物理保护。此外，它们也是细胞和外界环境进质交换、信息传递的中介，因此被称为人体细胞和组织内稳态的主要调节Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｄｅｉｃｔｉｎｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ?ｍａｔｒｉｘ?ｉｎ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｔｏ??
【参考文献】

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本文编号：2845223