The Allee Effect in Tumor Initiation

摘要： -- 在生态系统建模中，Allee生态效应模型描述了种群与规模(成员数量)之间的重要相关性。 这意味着个体的适合度(增殖率)。随着种群和规模的增加，个体的增殖率增加。 这意味着合作和互动。在生态系统中，一个与之形成鲜明对比的原则是，人口和“承载能力”。 描述了随着人口和规模的增加，经济增长率和增长率的大幅下降，这主要是由于对有限资源的竞争。 虽然我们还没有研究过人体携带营养能力的新概念，但在一些肿瘤中(这可能会成为人体营养素的有限来源)。 氧气)，也就是Allee效应，几乎完全被忽视了。Allee效应在较小的人口中是非常重要的。 因此，这可能是理解肿瘤启动过程中最早的几个步骤的关键。我们需要进一步调查这一根本问题。 阿利效应对肿瘤和生态系统的贡献需要更新颖的实验设计和更好的集成技术。 定量和实验测量与数学建模相结合。这是本项目的主要总体目标。 剖析了在几个选定的、非常适合的肿瘤细胞中，种群大小和细胞间通讯能力的主要贡献率。 生产线通过定量和单细胞数据解析，实时监测细胞种群的变化。 他的增长和动力学研究也将表明，阿利效应和细胞-细胞之间的通讯机制对一个人的生活有很大的影响。 癌症细胞的最终决定是启动一个不断增长的肿瘤细胞，以使其处于休眠状态。这些新的通信网络将继续存在。 进一步通过识别一种特定的旁分泌因子和受体来映射这一过程。这将导致信息交流中断。 建立一个新的增殖性肿瘤控制的网络将不再通过靶向特定的肿瘤细胞和亚群来实施。 相互作用。这些扰动还将包括特定细胞亚型的耗尽，以及对整体细胞旁分泌的操纵。 信号、信号和信号阻断特定的配体-受体基因组合依赖于相互作用的物种。这些策略可能会改变。 作为一种新的工具，可以有效地触发肿瘤细胞和种群的崩溃。种群水平的效应在一个全新的肿瘤种群中发挥作用。 还没有被定量地探索过，这可能解释了关键技术门槛的普遍现象，也可能定义了一种新的技术。 对于肿瘤内部和异质性来说，机械性的作用是必要的。这个项目的重点是建立一个基本的、通用的治疗原则，即它是。 因此，它可以在许多癌症的背景下广泛适用，从而可以补充和丰富癌症研究的模型和努力。 研究和社区。

SUMMARY    In ecosystem modeling, the Allee effect describes a correlation between population size (number of members)  and mean fitness (proliferation rate) of individuals. Increased proliferation with increased population size  implies cooperative interactions.  A contrasting principle in ecosystems is population “carrying capacity” which  describes a decrease in growth rates with increasing population size, due to competition for limited resources.   While the concept of carrying capacity has been studied in tumors (which may become limited in nutrients or  oxygen), the Allee effect has been almost entirely overlooked. Allee effects are significant in small populations  and thus may be critical to understanding the earliest steps in tumor iniation.  To investigate the fundamental  contribution of the Allee effect on tumor ecosystems requires the novel experimental designs and integration of  quantitative experimental measurements with mathematical modeling. The overall goal of this project is to  dissect the contribution of population size and cell-­cell communication in a few selected, well-­suited tumor cell  lines through quantitative single-­cell resolution, real-­time monitoring of cell populations. Mathematical models  of growth kinetics will show that the Allee effect and cell-­cell communication has consequences on a single  cancer cell’s decision to initiate a growing tumor or to stay dormant.  These communication networks will be  further mapped by identification of specific paracrine factors and receptors. Disruption of the communication  network that establishes a proliferative tumor will be performed by targeting specific cell subpopulation  interactions. Perturbations will include depletion of specific cell subtypes, manipulation of overall paracrine  signaling, and blocking of specific ligand-­receptor combinations on interacting species. These strategies may  be novel tools to trigger tumor cell population collapse. Population-­level effects in a nascent tumor population  have not been quantitatively explored and may explain the phenomenon of critical thresholds and define a  mechanistic role for intratumor heterogeneity. This project focuses on a fundamental generic principle that is  broadly applicable in many contexts and thus could complement and enrich the modeling efforts of the cancer  research community.