在骨环境中活跃的前列腺癌细胞能够破坏骨重塑过程，促进“广泛骨破坏--骨形成--为前列腺癌细胞成长提供营养”模式的恶性循环。为了模仿这个复杂的生物学过程，研究者通过整合生物学和计算方法来构建一个正常骨基质内稳态和前列腺癌骨微环境的混合细胞自动模型。计算模型可能预测治疗对癌细胞和正常骨细胞的影响，进而用于前列腺癌患者的个体化治疗。这项由Araujo等开展的研究发表于《Cancer Research》杂志。

为了开展计算模型，研究者创新性模拟了前列腺癌骨转移中的不同细胞系，包括两种类型的骨细胞(成骨细胞和破骨细胞)和前列腺癌细胞。然后，他们建立运算法则来模拟这些细胞自身的内在联系以及与微环境中其他骨转移相关因素的关系，包括蛋白转移生长因子β(TGF-beta)和破骨细胞分化因子(RANKL)。

研究发现

当研究者将一个简单的转移性前列腺癌细胞输入该模型，其中25次约有7次能精确的创建这种恶性循环。此外随着计算模型的发展，研究者可以将前列腺癌细胞种植到裸鼠体内并造成骨转移。它们发现通过与仿真模型中裸鼠肿瘤生长速率的比较，计算模型能够预测肿瘤的生长速率。

预测疗效

为了检测是否计算模型能够预测疗效，研究者应用两种标准化的治疗方案，分别是双磷酸盐和一种抗RANKL治疗。研究者发现抗RANKL治疗优于双磷酸盐。在疗效达到100%时，双磷酸盐虽然能够抑制肿瘤进展，但在模型中与人类临床观察相比，抗RANKL治疗可以完全根除转移。降低抗RANKL治疗的疗效在临床上能够产生相似的结果，暗示计算模型骨架可能由于前列腺癌骨转移患者常规治疗的快速评估和药物的准确应用而被改变。

美国佛罗里达州坦帕市Lee Moffitt 肿瘤中心综合数学肿瘤学部的博士后研究员 Arturo Araujo说：“应用数学整合大量生物学数据，我们开始发展有效的工具来对诱导前列腺癌骨转移的因素进行快速评估。最后，我们觉得基于输入每例前列腺癌患者的活检信息来制定这些模型，将有助于帮助医生做出最佳治疗决策，因此可能使患者生存期和生活质量获得明显改善。” (编译 郭放 审校 谢晓冬)