科学家用数学方法解释癌症成因
时间:2017-12-07

  科学家使用数学方法来解释癌症的原因 - 新闻 - 科学网

  为什么这个报纸?这是许多癌症患者被诊断时要问的第一个问题。美国巴尔的摩约翰霍普金斯大学癌症遗传学家Bert Vogelstein一生试图回答这个问题,他说:这是一个完全正确的问题。与他们的博士友谊。应用数学,现在两者都提出了一个框架,大多数癌症是生物运气不好的结果。这项研究将有助于科学家为不同类型的癌症设计更有效的预防策略。

  2013年进入学校生物统计学系的Vogelstein和Cristian Tomasetti最近提出了一个解释癌症成因的数学公式。

  它通过收集一定量的组织细胞,确定长寿命干细胞的百分比以及确定干细胞分裂的次数来起作用。随着每个部门,每个女儿细胞都有引起癌症的突变的风险。因此,Tomasetti和Vogelstein得出结论,一个组织中干细胞分裂的数量越多,就越有可能被癌症攻击。 Tomasetti总结了这些数据,并将其与实际的癌症统计数据进行了比较,他发现这个理论可以解释三分之二的癌症。

  研究人员在1月2日的“科学”杂志上报道了这一发现。

  哈佛大学哈佛大学的马丁诺瓦克(Martin Nowak)曾与Tomasetti和Vogelstein一起研究数学和生物学,他说:“随着数学的发展,你的确可以发展出一种理解疾病的模式,他说:这是需要动物的基线风险进行细胞分裂。

  这个想法来源于Vogelstein办公室的小组讨论,研究人员回到了一个老问题:癌症有多少是由于环境因素造成的,多少癌症是由遗传因素造成的.Tomasetti说,为了解决这个问题,我首先需要知道多少是偶然的。

  研究人员报告说,癌症是由组织干细胞在分裂过程中复制其DNA(DNA)时发生的随机错误或突变造成的。积累的突变越多,癌细胞的风险就越大。为了解干细胞分裂的突变,环境因素以及癌症遗传效应的大小,他们分析了31个人体组织干细胞分裂的发表数据,并与癌症发病率进行了比较。

  研究表明,人体组织中正常干细胞的数量与该组织中癌症的发生率之间的相关性为0.804,这是高度相关的。根据研究人员开发的一个新的统计模型,组织中癌症的发病率是这种相关性的平方,表示为65%的百分比。

  例如,研究人员说,人类结肠组织的干细胞分裂比小肠组织多四倍。同样,人类结肠癌比小肠癌更普遍。相反,在小鼠中,结肠干细胞分裂数低于小肠。同样,小鼠结肠癌的发生率也低于小肠。

  进一步分析发现,上述31种组织中的22种癌症大致可以用胰腺癌,骨癌,卵巢癌,脑癌等干细胞分化中的不良运动来解释。其他9种癌症高于好运预测。研究人员表示,这9种癌症还可能包括环境或遗传因素,如肺癌也要考虑吸烟因素,皮肤癌也要考虑日晒因素。

  马里兰州贝塞斯达国家癌症研究所副所长道格拉斯·洛伊赞同这项研究,但同时指出,大量的癌症是可以预防的,因此必须继续努力预防这种疾病。

  虽然癌症的随机性可怕,但在这方面也有积极的一面。荷兰乌得勒支Hubrecht研究所的干细胞和癌症生物学家汉斯·克莱弗(Hans Clevers)表示,新的框架强调癌症患者通常是不吉利的。但它有助于癌症患者知道这种疾病不是他们的错。 (赵西喜)

  “中国科学”(2015-01-05第二版国际)

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