集体趋化运动的动态簇场建模
生物物理
2024-08-12 v1 细胞行为
摘要
真核细胞的集体迁移常受到趋化作用的指引，这在癌症转移、伤口愈合和胚胎发生等多个生物学过程中发挥着关键作用。理解集体趋化一直是实验、理论和计算科学家面临的挑战，因为细胞能够感知极小的趋化剂梯度，而这些梯度受到细胞间相互作用以及趋化剂分布被细胞调控的严格控制。目前，能够高保真解析细胞运动和细胞外趋化剂动力学的集体细胞迁移计算模型仅限于少数细胞数量。本文提出了动态簇场建模（DCF），一种新型计算方法，使可对包含约1000个细胞的细胞系统进行仿真，同时实现对趋化剂在随时间演化的细胞外空间中的高分辨率传输动力学。我们通过在涉及趋化剂分泌与摄取、趋化剂分布被细胞运动调控以及趋化剂与酶相互作用的多种情景下，将数值仿真结果与实验进行比较，展示了该方法的效率和预测能力。该提议算法为解决中枢神经系统、免疫反应和癌症转移等亟待解决的问题提供了新的机遇。
引用
@article{arxiv.2408.04748,
title = {Dynamic cluster field modeling of collective chemotaxis},
author = {Aditya Paspunurwar and Adrian Moure and Hector Gomez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.04748},
year = {2024}
}