力学-化学反馈机制揭示异质细胞群体中不同性质细胞极性模式的共存
细胞行为
2022-10-12 v1
摘要
细胞极化和定向细胞迁移可表现出随机、持续和振荡等动态模式。然而，目前尚不清楚这些极性模式是否可以通过同一底层调控机制来解释。本文表明，在源自不同侵袭程度肿瘤的黑素瘤细胞群体中，伴随极化的随机、持续和振荡迁移可以同时发生。我们证明，所有这些模式及其发生概率均可由一个简单机制定量解释，该机制涉及一个空间分布的力学-化学反馈，将动态变化的细胞外基质（ECM）-细胞接触与 Rho 家族小 GTPase 下游的信号激活耦合起来。这一机制得到了预测性数学模型和广泛实验验证的支持，并能够解释先前报道的多种细胞类型的结果。在黑素瘤中，该机制还能解释基因和环境扰动的影响，包括与细胞侵袭性扩散相关的突变。由此对细胞极性的机制性理解定量刻画了群体变异性和表型可塑性之间的关系，有望解释多种病理和生理条件下的广泛细胞迁移状态。
引用
@article{arxiv.1612.08948,
title = {A mechano-chemical feedback underlies co-existence of qualitatively distinct cell polarity patterns within diverse cell populations},
author = {JinSeok Park and William R. Holmes and Sung-Hoon Lee and Hong-Nam Kim and Deok-Ho Kim and Moon Kyu Kwak and Chiaochun Joanne Wang and Kahp-Yang Suh and Leah Edelstein-Keshet and Andre Levchenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.08948},
year = {2022}
}