混合腺体的集体迁移与拓扑相变
软凝聚态物质
2025-02-14 v1 统计力学
生物物理
摘要
集体腺体迁移依赖于细胞间 junctions 的拓扑重排，这些重排允许细胞在不丢失混合性的情况下进行交叉。现有静电学研究表明，这一过程可能通过两步相变实现，其中一级拓扑激发逐步将腺体层从晶体固体转化为各向同性液体，经过中间的六面体液晶相。然而，背后机制及其对集体细胞行为的影响至今尚不为人知。本文我们展示，在解析腺体层的细胞分辨模型中，集体细胞迁移的发生通过一种由活动驱动的熔解相变实现，该相变在固体/六面体相边界上表现出指数级发散的相关长度。通过结合数值模拟和重整化群分析，我们表明拓扑上不同的重排——即T1和T2过程——以及一种非热熔解途径，使得该相变显著比二维被动物质更具可塑性和可调性。具体而言，T1和T2过程以及“裸”细胞层刚度的相对频率影响位置相关性在明确的临界行为光谱中的发散程度。抑制T1过程，会改变相变的性质，阻止集体迁移，导致细胞表面烧蚀的类比现象。
引用
@article{arxiv.2502.09554,
title = {Collective migration and topological phase transitions in confluent epithelia},
author = {Leonardo Puggioni and Dimitrios Krommydas and Luca Giomi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.09554},
year = {2025}
}