“彗星”说明了癌症生长的机械过程

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根据世界卫生组织的数据，全世界有六分之一的死亡是由癌症造成的;然而，这些死亡不是由于最初的恶性肿瘤——死亡是由癌细胞扩散到周围组织和随后的肿瘤生长引起的。

这些组织主要由胶原蛋白组成，是斯坦福大学和普渡大学的一个团队最近合作研究的重点。为了完成他们的工作，研究人员使用了彗星超级计算机圣地亚哥超级计算机中心位于加州大学圣地亚哥分校。

“我们用于这项研究的代码在计算上是昂贵的，这意味着运行一个模拟需要大量的时间彗星我们可以同时运行大量的模拟，以探索一个广泛的参数空间，”普渡大学韦尔登生物医学工程学院副教授Taeyoon Kim说。“如今，找到可以用于购买超级计算机节点或时间的拨款或资金非常具有挑战性，尽管这种计算能力对进行这项研究至关重要。”

该研究描述了细胞分裂的机械过程，即母细胞在分裂成两个子细胞之前，经历了巨大的形状变化以分离其染色体和其他物质。许多学者的许多研究都集中在细胞分裂的生物学方面，但最近的这项研究从力学的角度概述了这一过程先进的科学题为"有丝分裂过程中的细胞推力力驱动胶原凝胶有丝分裂伸长”。

斯坦福大学机械工程副教授Ovijit Chaudhuri说:“我们的研究重点是癌细胞分裂，因为这是推动原发和转移性肿瘤生长的原因。”“虽然已经对癌细胞分裂的生物学进行了非常详细的研究，但细胞在肿瘤中如何物理分裂的力学方面尚不清楚，对这一问题的深入了解可能会导致治疗肿瘤的新疗法。”

在这项研究之前，没有人研究胶原蛋白凝胶中的细胞是如何物理分裂的。研究人员探索了细胞产生分裂所需空间的三种可能方式:有丝分裂伸长、外力产生(推动)或基质降解。这项研究的发现指出，推动机制是允许有丝分裂发生的关键因素。

乔杜里解释说:“虽然这一过程已经在培养皿或塑料片上进行了广泛的研究，但我们组织中的细胞必须在被细胞和被称为细胞外基质的周围支架包围的情况下完成这一过程。”“在我们最近的研究中，我们报告了母细胞在分裂过程中如何推动周围环境，以便为子细胞腾出空间。”

Chaudhuri和Kim与Sungmin Nam(目前是哈佛大学细胞和组织工程的博士后研究员)和yong - hao Lin(斯坦福大学化学工程的博士生)共同研究了这个项目。金教授负责对分裂细胞与周围环境之间的机械相互作用进行计算研究。为了获得计算数据，他需要对模型细胞在胶原蛋白基质中的分裂进行多次模拟彗星为工作提供了很好的选择。

这项工作得到了三星奖学金对Nam的支持，由美国国立卫生研究院国家普通医学科学研究所R01 (1R01GM126256)对Kim的支持，并由美国国立卫生研究院国家癌症研究所奖(R37CA214136)对Chaudhuri的支持。这项工作使用XSEDE分配号ACI‐1548562。计算是在彗星该超级计算机由NSF奖励号ACI‐1341698支持，位于SDSC。