物理学家的模型产生类似于黑色素瘤的模式

2019-08-06 16:11:30

研究人员发现,常见皮肤癌的形状和模式类似于二维液体和下面的平坦表面之间的相互作用。由日本东京都立大学的Shigeyuki Komura领导的团队所做的这一发现并没有立即的临床相关性 - 但可能会及时这样做。

如果早期发现,最常见的皮肤癌黑色素瘤很容易治疗,因此皮肤斑点着色的变化对医生来说是一种重要的诊断方法。

发现条纹或斑点形成的斑点或痣可能是肿瘤恶性肿瘤的信号 - 但为什么会出现这种模式,以及控制其形状的具体力量仍然很大程度上未知。

物理学家Komura和他的团队试图深入了解这个问题,创建了一个皮肤癌增殖的数值模型,并意识到它的模式发展可以用流体动力学的原理来描述。

在该模型中,代表表皮的顶层被构建为健康和癌细胞的拼凑物。代表真皮的均匀平坦层位于下方。

研究人员将表皮细胞编程为流体动力学 - 它们的运动受表皮粘度和两个皮肤层之间摩擦力之间的关系控制。随着癌细胞的增殖速率逐渐调整这些值。

他们发现,在某些情况下,所产生的模式与现实世界黑素瘤中的模式相匹配。

强烈的流体动力学相互作用导致癌症“岛屿”类似于软皮组织上早期黑色素瘤的出现。

更坚韧的组织(例如脚和手)上的皮肤癌通常是条纹状的。Komura及其同事发现,如果他们将模型的流体动力学相互作用调整为零,则会出现非常相似的模式。

虚拟2D液体和非常真实的黑色素瘤之间的相似性是否仅仅是巧合,或者表明可能有一天会产生治疗策略的更深层动力,还有待观察 - 但研究人员认为这是至少值得进一步追求的一个环节。

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