view in publisher's site

From single cells to tissue architecture—a bottom-up approach to modelling the spatio-temporal organisation of complex multi-cellular systems

Collective phenomena in multi-cellular assemblies can be approached on different levels of complexity. Here, we discuss a number of mathematical models which consider the dynamics of each individual cell, so-called agent-based or individual-based models (IBMs). As a special feature, these models allow to account for intracellular decision processes which are triggered by biomechanical cell–cell or cell–matrix interactions. We discuss their impact on the growth and homeostasis of multi-cellular systems as simulated by lattice-free models. Our results demonstrate that cell polarisation subsequent to cell–cell contact formation can be a source of stability in epithelial monolayers. Stroma contact-dependent regulation of tumour cell proliferation and migration is shown to result in invasion dynamics in accordance with the migrating cancer stem cell hypothesis. However, we demonstrate that different regulation mechanisms can equally well comply with present experimental results. Thus, we suggest a panel of experimental studies for the in-depth validation of the model assumptions.

از سلول‌های واحد به معماری بافت - رویکرد بالا - بالا برای مدل‌سازی سازمان فضایی - زمانی سیستم‌های چند سلولی پیچیده

پدیده جمعی در مجموعه‌های چند سلولی را می توان در سطوح مختلفی از پیچیدگی مورد بررسی قرار داد. در اینجا ما تعدادی از مدل‌های ریاضی را که پویایی هر سلول انفرادی را در نظر می‌گیریم و مدل‌های مبتنی بر عامل یا مبتنی بر فرد (IBMs)را مورد بحث قرار می‌دهیم. این مدل‌ها به عنوان یک ویژگی خاص، اجازه می‌دهند تا فرایندهای تصمیم‌گیری درون سلولی را که بوسیله برهمکنش‌های سلول - سلول و یا ماتریکس سلول ایجاد می‌شوند، در نظر بگیرند. ما تاثیر آن‌ها بر روی رشد و هموستاز سیستم‌های چند سلولی را همانطور که توسط مدل‌های بدون شبکه شبیه‌سازی شده‌است، مورد بحث قرار می‌دهیم. نتایج ما نشان می‌دهد که پلاریزاسیون سلولی پس از تشکیل اتصال سلول - سلول می‌تواند یک منبع پایداری در monolayers اپی تلیال باشد. نشان‌داده شده‌است که تنظیم وابسته - وابسته تکثیر سلولی و مهاجرت تومور منجر به پویایی تهاجمی مطابق با فرضیه سلول بنیادی سرطان پستان می‌شود. با این حال، ما نشان می‌دهیم که مکانیزم‌های مقررات مختلف می‌توانند به طور یک‌سان با نتایج تجربی موجود مطابقت داشته باشند. بنابراین، ما یک پانل از مطالعات تجربی برای اعتبار سنجی عمیق فرضیات مدل را پیشنهاد می‌کنیم.
ترجمه شده با

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.