压缩不稳定性导致纤维细胞外基质中细胞诱导的极端致密化图案：离散模型预测
生物物理
2022-12-05 v1 软凝聚态物质
摘要
通过建模与模拟，我们表明材料不稳定性在纤维状胶原细胞外基质（ECM）的力学行为中起主导作用，正如 ECM 被收缩性生物细胞变形时所观察到的那样。我们比较了两类纤维网络模型：第一类（Family 1）中单根纤维在受压时具有稳定力-拉伸响应，第二类（Family 2）中具有不稳定力-拉伸响应。后者是具有层级结构的梁后屈曲的特征。我们的模拟揭示了两类网络中不同的压缩不稳定性在起作用，即第二类的纤维坍塌（屈曲）与第一类的纤维单元坍塌（跃穿）。这些导致了由强取向纤维构成的、从单个收缩细胞发出或连接相邻细胞的高度局部化致密区，与实验观测一致。尽管两类网络的响应存在显著差异，我们的工作强调了屈曲/压缩不稳定性在纤维状生物组织行为中的重要性，并对癌症侵袭与转移具有启示。
引用
@article{arxiv.2212.01213,
title = {Compressive Instabilities Enable Cell-Induced Extreme Densification Patterns in the Fibrous Extracellular Matrix: Discrete Model Predictions},
author = {Chrysovalantou Kalaitzidou and Georgios Grekas and Andreas Zilian and Charalambos Makridakis and Phoebus Rosakis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.01213},
year = {2022}
}