细胞收缩性促进细胞和组织对静态单轴拉伸的排列

在动物发育和稳态过程中，包括肌肉、血管和结缔组织在内的组织结构会适应细胞外基质（ECM）中的力学应变。这些应变源于组织的差异性生长或由肌肉收缩或重力引起的力。在此，我们利用一个计算模型展示，通过放大局部应变信号，主动的细胞收缩性可以促进并加速单个细胞对静态应变的重新取向。在集体细胞层面，模型模拟显示，主动的细胞收缩性可以促进沿拉伸方向形成细胞串。该计算模型基于一个混合的细胞Potts模型和有限元模拟框架，描述了力学性的细胞-基底反馈，其中：1）细胞对ECM施加力，使得2）在ECM中产生局部应变，以及3）细胞优先沿应变方向伸出突起。与实验观察一致，模拟的细胞平行于静态单轴拉伸排列并形成串状结构。我们的模型模拟预测，单轴拉伸的幅度和收缩力的大小调控着串状模式和血管网络状模式之间的逐渐过渡。我们的模拟还表明，在高细胞群体密度下，较低的细胞粘附性会促进细胞串的形成。