单层细胞群落结构、动力学与张力的极小模型
生物物理
2024-06-03 v1 软凝聚态物质
细胞行为
摘要
组织中细胞的运动是一种普遍现象。特别是在体外单层细胞群落中，已在细胞群落深处观察到具有漩涡状运动的显著集体行为，而与此同时，群落保持内聚，边缘没有单个细胞逃逸。因此，该群落内部表现出类液体性质，与外部无细胞的“真空”共存。黏附如何能强到足以将细胞保持在一起，同时又不使系统阻塞于玻璃态？何种极小模型能描述这种行为？由内部流动性还会产生哪些其他活性特征？我们提出了一种带有吸引力的新型活性布朗粒子模型，其中相互作用势具有宽极小值，以赋予粒子足够的摆动空间从而集体处于流体态。我们证明，对于中等推进力，该模型能产生上述流体-真空共存。此外，群落流体性质与内聚力的结合导致细胞极性在边缘处偏好向外指向，这进而在群落中产生拉应力——正如实验中对上皮片层所观察到的。对于更强推进力，预测会出现细胞簇的集体脱离。进一步加入细胞极性与速度方向的排列偏好，会导致增强的协调漩涡状运动、增加的拉应力以及细胞簇脱离。
引用
@article{arxiv.2006.04519,
title = {A minimal model for structure, dynamics, and tension of monolayered cell colonies},
author = {Debarati Sarkar and Gerhard Gompper and Jens Elgeti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.04519},
year = {2024}
}