细胞利用相变对纤维状细胞外基质进行力学重塑
生物物理
2021-03-09 v4 软凝聚态物质
摘要
生物细胞通过机械力重塑周围的胶原网络，产生显著的变形模式。系带——高密度化与纤维排列的条带——在细胞间形成，较细的带从细胞簇发出。虽然系带促进细胞迁移与通讯，但其形成机制尚不清楚。结合建模、模拟与实验，我们表明系带形成是细胞外基质的致密化相变，由细胞诱导压缩下网络纤维的屈曲失稳引起，具有与马氏体微结构出人意料的相似性。多尺度平均得到纤维状胶原的双相、双稳态连续体能景，具有致密化/排列的第二相。模拟预测了未致密化相与致密化相之间的应变不连续性，其在系带内局域化，正如实验所观察到的。在我们的实验中，活性粒子诱导出与细胞类似的局域化模式。这表明细胞如何通过简单地收缩来利用失稳对细胞外基质进行力学重塑，从而促进机械感知、入侵与转移。
引用
@article{arxiv.1905.11246,
title = {Cells exploit a phase transition to mechanically remodel the fibrous extracellular matrix},
author = {Georgios Grekas and Maria Proestaki and Phoebus Rosakis and Jacob Notbohm and Charalambos Makridakis and Guruswami Ravichandran},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.11246},
year = {2021}
}