Tumor angiogenesis and vascular patterning: a mathematical model.
Tumor angiogenesis and vascular patterning: a mathematical model.
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DOI：
10.1371/journal.pone.0019989
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发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Hernández-Machado A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Travasso RD;Corvera Poiré E;Castro M;Rodríguez-Manzaneque JC;Hernández-Machado A
了解肿瘤诱导的血管生成是一个具有挑战性的问题，对癌症的诊断和治疗具有重要意义。最近，强有力的证据表明内皮细胞在迁移尖端和血管增殖体中的双重作用，与管腔形成和血管模式背后的进一步事件相一致。在本文中，我们提出了一个多尺度相场模型，它结合了连续体物理描述的优点和跟踪单个细胞的能力。该模型允许我们讨论内皮细胞的趋化反应和增殖率作为定制新血管网络的关键因素的作用。重要的是，我们还在显示出独特血管模式的小鼠身上测试了我们的理论模型的预测与相关的实验方法。该模型再现了新生血管网络在体内的形态，并提供了与小鼠视网膜实验测量结果一致的分支密度和血管直径的定量和定性结果。我们的研究结果强调了数学模型对不同参数在这一过程中的作用提出相关假设的能力，因此强调了数学建模、体内成像和分子生物学技术之间的必要合作，以改进当前的诊断和治疗工具。
Understanding tumor induced angiogenesis is a challenging problem with important consequences for diagnosis and treatment of cancer. Recently, strong evidences suggest the dual role of endothelial cells on the migrating tips and on the proliferating body of blood vessels, in consonance with further events behind lumen formation and vascular patterning. In this paper we present a multi-scale phase-field model that combines the benefits of continuum physics description and the capability of tracking individual cells. The model allows us to discuss the role of the endothelial cells' chemotactic response and proliferation rate as key factors that tailor the neovascular network. Importantly, we also test the predictions of our theoretical model against relevant experimental approaches in mice that displayed distinctive vascular patterns. The model reproduces the in vivo patterns of newly formed vascular networks, providing quantitative and qualitative results for branch density and vessel diameter on the order of the ones measured experimentally in mouse retinas. Our results highlight the ability of mathematical models to suggest relevant hypotheses with respect to the role of different parameters in this process, hence underlining the necessary collaboration between mathematical modeling, in vivo imaging and molecular biology techniques to improve current diagnostic and therapeutic tools.
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DOI：
10.1083/jcb.200409115
发表时间：
2005-05-23
期刊：
The Journal of cell biology
影响因子：
--
作者：
Lee S;Jilani SM;Nikolova GV;Carpizo D;Iruela-Arispe ML
通讯作者：
Iruela-Arispe ML
DOI：
10.1073/pnas.92.17.7657
发表时间：
1995-08-15
影响因子：
11.1
作者：
DRAKE, CJ;LITTLE, CD
通讯作者：
LITTLE, CD
影响因子：
4.3
作者：
Markus, M;Böhm, D;Schmick, M
通讯作者：
Schmick, M
影响因子：
3.5
作者：
Cai, Yan;Gulnar, Kalkabay;Long, Quan
通讯作者：
Long, Quan
影响因子：
64.8
作者：
Hellstroem, Mats;Phng, Li-Kun;Betsholtz, Christer
通讯作者：
Betsholtz, Christer