细胞状态转换的癌细胞种群动态

肿瘤干细胞(CSC)理论认为,肿瘤干细胞是能够产生其他非干细胞肿瘤细胞的细胞谱系结构(NSCCs),但该过程不可逆。然而,有研究提出肿瘤干细胞(CSCs)和非干细胞肿瘤细胞的细胞谱系结构(NSCCs)之间的双向互变。清华大学生物信息学部张奇伟教授研究团队合作美国德克萨斯大学分子生物学和细胞系的研究人员共同提出了一个通过直接转换整合不同的细胞状态之间的传统的细胞分裂的一般种群模型的癌症细胞,即不仅可以肿瘤干细胞通过不对称细胞分裂分化为非干细胞肿瘤细胞的细胞谱系结构,非干细胞肿瘤细胞的细胞谱系结构也可以通过细胞状态转换分化为肿瘤干细胞。同时还发现,通过常规的肿瘤干细胞CSC模型(从NSCCsCSCs的转换是被禁止的)不能很好地预测从纯化非干细胞肿瘤细胞的细胞谱系结构(NSCCs)亚群中短暂的增加肿瘤干细胞(CSCs)比例,这意味着细胞状态转换是必需的,特别是对于瞬态动力学。理论分析提出,该模型可以等价地转化一个简单的只有细胞状态转换,并保持相同的细胞比例的动态马尔可夫链。该研究刊登在20139月《Quantitative Biology》杂志上。

参考文献:

Population dynamics of cancer cells with cell state conversions.Da Zhouet al.Quantitative Biology.2013 Sep.

作者简介:

张奇伟:清华大学信息学院与医学院双聘教授,清华信息国家实验室合成与系统生物实验室主任,首批千人计划教授。清华973国家重点基础研究发展计划项目《基于新一代测序的生物信息学理论与方法》第三课题组负责人。主要科研领域与方向:计算生物学与生物信息学;合成生物与系统生物学。