利用计算机模型设计最优支架形貌以促进核导向的机械敏感细胞迁移
医学物理
2021-12-20 v1
摘要
计算模型已成为细胞生物学探索性方案的重要组成部分，作为体内或体外实验的补充。这些虚拟模型具有双重优势：能够获取新型数据并验证复杂理论。设计机械功能化生物材料或支架，以在缺乏或补充合成化学涂层的情况下促进细胞增殖与侵入，无疑可受益于这类混合测试方案。细胞迁移的潜在基本过程，尤其是其对细胞机械/几何环境的依赖，仍知之甚浅。目前至少有两类理论解释细胞在弯曲形貌上观察到的迁移模式，分别涉及肌动蛋白的聚合动力学或黏着斑的组装动力学。我们近期提出了第三种依赖细胞核机械敏感性的机制，并已通过实验与计算广泛验证。我们现在探索如下假设：核敏感性可能是细胞最优寻找适于有丝分裂、提供机械稳定性与松弛的微环境的一种机制。借助具细胞内结构细节的计算力学模型，我们研究了这一新迁移机制与微环境形貌之间的复杂相互作用如何导致细胞及细胞器更为松弛。进一步，我们在本研究中通过一种新颖的计算机模拟方案模拟细胞迁移，该方案在可变形基底上生成动态涟漪波并随时间改变形貌。因此，这种基于细胞迁移与核敏感性新认知的计算机模拟方案，可为指导优化支架形貌以促进细胞侵入与增殖提供信息。
引用
@article{arxiv.2112.09381,
title = {Designing Optimal Scaffold Topographies to Promote Nucleus-Guided Mechanosensitive Cell Migration Using in Silico Models},
author = {Maxime Vassaux and Laurent Pieuchot and Karine Anselme and Maxence Bigerelle and Jean-Louis Milan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.09381},
year = {2021}
}