过去几年见证了癌症的主要实验技术的发展进行分析,包括全基因组测序,测量多个oncomarkers, DNA甲基化形象,基因组资料,或转录组的病理组织。虽然这些进步提供了一些额外的理解癌症的发生和发展,癌症的问题还远没有解决。由于大量的数据从这些是非常重大的,和数据本身可以非常异构(定性、定量和口头描述),这使得标准的数据分析技术几乎不适用。解决问题的一个很有前景的方向分析癌症的数据是使用现代和先进的方法从系统生物学和控制论。这种方法的一些挑战是联系数学分析的结果与实际临床数据,和连接现有的临床医生和社区之间的缝隙应用数学家。
这个特殊问题的信息展示了一些最近的发展领域的非线性动力学、数学分析和建模,数据分析,和模拟领域的癌症。收到11个提交,6个最佳选择,发表的论文提供了研究领域的概述和激励进一步研究。
在“最优位置放射治疗的计划:辐照源的数学模型和方法解决,”o . Blyuss等人分析最优选择放疗期间辐照源的位置作为一个优化问题。使用nondifferentiable优化的技术和一个近似克莱伯的算法,作者推导出一种新的方法解决这个问题,说明他们的不同的场景与实际数值模拟方法。
摘要基因调控网络”的“时滞模型k Parmar等人提供的概述现有的数学技术适用于基因调控网络的动力学建模。作者关注的影响转录和转译时间延迟和演示不同稳定状态的稳定性和相关行为改变取决于系统参数和时间延迟。他们对比的动态快速mRNA政权,减少模型描述,全系统的动态说明可能的行为和突出的差异中发挥的重要作用的时间延迟。
h . Namazi和m . Kiminezhadmalale篇题为“诊断肺癌的分形分析受损的DNA”讨论新兴从病人血浆DNA序列可以通过分析研究DNA走。比较健康个体的DNA样本的特征的肺癌患者,作者推导出几个预测肺癌标准根据赫斯特指数和分形维数。
生物钟基因,昼夜生理和细胞周期可能会严重影响癌症chronotherapeutics结果;因此,研究基因调控网络的控制昼夜节律系统癌症医学中不可替代的一部分。r . Heussen和d·惠特莫尔研究生物钟如何携入的光,他们实验调查是否存在一个阈值同步。此外,建立数值模型的分析表明,随机生物钟的影响是一个重要的特性,它提供了一个解释的信号衰减斑马鱼细胞系在漫长的黑暗。
一些癌症尤其危险,因为进展率高,和恶性神经胶质瘤代表最严重类型的肿瘤之一。现代医学方法提供复杂的治疗程序,基于肿瘤显微外科切除结合无线电和化疗。这些手术切除的成功取决于人类神经胶质瘤的术中诊断的清晰度,和o . Tyurikova等人调查的回顾现代诊断方法的广泛多样性的神经胶质肿瘤切除术。
最近的系统生物学和医学的发展使我们能够分析和推断的交互和网络搜索新的网络oncomarkers。S.-M。王等人在他们的论文中特异表达基因的识别和路径在透明细胞肾细胞癌提供一个这样的例子的研究方向。使用系统跟踪再加权蛋白质相互作用网络的模块特异表达他们成功地发现了特异表达基因和通路为这种类型的癌症,因此获得的见解可能的生物标记物或药物开发的目标。
我们希望读者会发现的论文发表在这个特殊的问题很有趣,这将进一步鼓励和促进研究开发新的高效技术在系统生物学和数据分析预测发病和监测癌症的恶化。
康斯坦丁·b·Blyuss
Ranjit Manchanda
尤尔根•Kurths
艾哈迈德Alsaedi
Alexey Zaikin