曲率在旋转多细胞球体中诱导活性速度波

胚胎、肠道和肿瘤等多种系统的多细胞组织依赖于细胞在三维弯曲环境中的协调迁移。在这些环境中，细胞建立起超细胞运动模式，包括集体旋转和侵袭。尽管此类集体模式在二维平面系统中已得到日益清晰的理解，但几何与拓扑约束对三维弯曲组织中集体细胞迁移的影响在很大程度上仍属未知。在此，我们研究乳腺细胞球体的三维集体迁移，其代表一种常见且概念上简单的弯曲几何。我们发现这些旋转球体表现出一种以速度波形式沿赤道传播、波长等于球体周长的集体细胞迁移模式。该波伴随一种跨球体表面的不可压缩细胞流图案，其特征为拓扑缺陷，这由封闭的球面拓扑所决定。利用最小活性粒子模型，我们揭示该集体模式源于受限在弯曲表面上的细胞层的活性集群行为。因此，我们的结果将曲率诱导的速度波确定为一种通用的集体细胞迁移模式，其可能影响三维弯曲组织的动态构造。