Intercellular Interactions Modulate Carcinogenesis Course: A Dynamic System Study

细胞间相互作用调节癌发生过程:动态系统研究

基本信息

  • 批准号:
    8639489
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 135.03万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-05-01 至 2014-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): To study cancer, very powerful modern experimental methods -- including high-throughput approaches -- and modern statistics/computer-science methods are now used. Mechanistic quantitative models of cancer time-development, from very early stages to clinical disease, have been somewhat less well explored. A highly interdisciplinary, unusually closely interacting team of cancer biologists, molecular biologists, mathematicians, physicists, and computer scientists has been assembled to work toward dynamic, mechanistic carcinogenesis models so parsimoniously parameterized they have predictive capability. The overriding goal is to make the models more realistic and credible by taking into account the influence of intercellular interactions during carcinogenesis. The time-course of effects involving a diverse, interacting cell population and/or of tumor progression, a comparatively late stage in the lengthy cancer latency period, will be emphasized. The phenomena of microscopic tumor dormancy, recently found to be almost ubiquitous in humans, and of emergence from dormancy due to "switching on" of blood supply recruitment, will be one main focus. The team will work under an iterative paradigm: experiments, mathematical/computational model, experiments, etc. Data will be gathered from various sources: in vitro experiments, including modern high throughput results, and in depth studies of particular proteins; experiments using genetically engineered mice; highly developed imaging approaches; and results in the literature on human cancer incidence or mortality. Several of the individual projects will involve ionizing radiation, a carcinogen whose action has been unusually well characterized at very small time and length scales, as well as over a whole human lifetime and for whole organisms, so that it is highly informative about cancer development in general. Mathematical methods will include the following: classic mathematical biology approaches with systems of ordinary or partial differential equations; modern discrete and hybrid discrete-continuous models based on treating many cells, each represented as an entity which can interact with other cells and with its microenvironment according to comparatively simple rules, with complicated whole-system behavior arising from those rules; probabilistic "stochastic-process" models, needed since most new stages of cancer evolution putatively originate with a single cell at risk for eradication or accidental extinction; and multi time-scale computational modeling, in which effects governed by comparatively very short time scales influence much longer time-scale cancer evolution and vice-versa.
描述(由申请人提供):为了研究癌症,现在使用非常强大的现代实验方法(包括高通量方法)和现代统计/计算机科学方法。从非常早期阶段到临床疾病的癌症时间发展的机械定量模型尚未得到很好的探索。由癌症生物学家、分子生物学家、数学家、物理学家和计算机科学家组成的高度跨学科、互动异常密切的团队已经聚集在一起,致力于建立动态的、机械性的致癌模型,这些模型的参数化程度非常低,因此具有预测能力。最重要的目标是通过考虑致癌过程中细胞间相互作用的影响,使模型更加现实和可信。将强调涉及多样化、相互作用的细胞群和/或肿瘤进展(漫长的癌症潜伏期中相对较晚的阶段)的影响的时间过程。最近发现的微观肿瘤休眠现象在人类中几乎普遍存在,以及由于“开启”血液供应募集而从休眠状态中苏醒,将成为主要焦点之一。 该团队将在迭代范式下工作:实验、数学/计算模型、实验等。数据将从各种来源收集:体外实验,包括现代高通量结果,以及对特定蛋白质的深入研究;使用基因工程小鼠进行实验;高度发达的成像方法;以及有关人类癌症发病率或死亡率的文献中的结果。其中几个项目将涉及电离辐射,这是一种致癌物质,其作用在非常小的时间和长度范围内,以及在整个人类一生和整个有机体中的作用已被非常清楚地描述,因此它可以提供有关癌症发展的大量信息。一般的。数学方法将包括以下内容: 使用常微分方程或偏微分方程系统的经典数学生物学方法;现代离散和混合离散连续模型基于处理许多细胞,每个细胞都表示为一个实体,可以根据相对简单的规则与其他细胞及其微环境相互作用,这些规则会产生复杂的全系统行为;概率“随机过程”模型,因为癌症进化的大多数新阶段被认为起源于面临根除或意外灭绝风险的单个细胞;以及多时间尺度计算模型,其中由相对非常短的时间尺度控制的效应影响更长时间尺度的癌症进化,反之亦然。

项目成果

期刊论文数量(51)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Cancer Therapy Targeting the HER2-PI3K Pathway: Potential Impact on the Heart.
  • DOI:
    10.3389/fphar.2012.00113
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Klement GL;Goukassian D;Hlatky L;Carrozza J;Morgan JP;Yan X
  • 通讯作者:
    Yan X
Nontoxic, fiscally responsible, future of oncology: could it be beginning in the Third World?
无毒、经济可靠的肿瘤学未来:它可以从第三世界开始吗?
Stochastic process pharmacodynamics: dose timing in neonatal gentamicin therapy as an example.
随机过程药效学:以新生儿庆大霉素治疗的剂量时机为例。
  • DOI:
    10.1208/s12248-014-9715-3
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Radivoyevitch,Tomas;Siranart,Nopphon;Hlatky,Lynn;Sachs,Rainer
  • 通讯作者:
    Sachs,Rainer
Systems biology of tumor dormancy: linking biology and mathematics on multiple scales to improve cancer therapy.
  • DOI:
    10.1158/0008-5472.can-11-3269
  • 发表时间:
    2012-05-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.2
  • 作者:
    Enderling H;Hahnfeldt P;Hlatky L;Almog N
  • 通讯作者:
    Almog N
A proposed quantitative index for assessing the potential contribution of reprogramming to cancer stem cell kinetics.
  • DOI:
    10.1155/2014/249309
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Gao X;McDonald JT;Naidu M;Hahnfeldt P;Hlatky L
  • 通讯作者:
    Hlatky L
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    2010
  • 资助金额:
    $ 135.03万
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Administration
行政
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  • 财政年份:
    2010
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    2010
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    $ 135.03万
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    $ 135.03万
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