弹性自由能驱动血管前期实体瘤的形状

众所周知，机械环境在健康和疾病中影响细胞功能。在这里，我们探讨机械环境如何影响肿瘤生长，特别是实体瘤的形状。在体外肿瘤模型中，该模型隔离了肿瘤细胞与水凝胶之间的机械相互作用，我们发现肿瘤生长为椭球体，类似于体内肿瘤的常见报道。具体地，当肿瘤在比肿瘤更硬的水凝胶中生长时，扁椭球体形状稳健地出现，但当它们在更柔顺的水凝胶中生长时，它们保持更接近球形。使用大规模非线性弹性计算，我们表明扁椭球体形状最小化了肿瘤-水凝胶系统的弹性自由能。在排除了其他候选解释后，我们假设弹性自由能的最小化是实验观察到的椭球体形状占主导的原因。这一结果可能对解释早期实体瘤在体内的形状进展具有重要意义，并且是理解实体瘤生长过程的重要步骤。