内皮细胞单层结构完整性的有限元模拟：肿瘤细胞外渗的一步

细胞外渗是转移级联的关键步骤。在此过程中，血流中的循环肿瘤细胞黏附于血管壁的细胞单层并穿过之，从而侵入不同器官并完成转移。在此过程中，理解构成内皮单层的细胞间黏附如何断裂、形成肿瘤细胞得以外渗血管壁的细胞间间隙具有重要意义。在此过程内，我们聚焦于研究由钙波引起的内皮单层中细胞-细胞连接破裂的动力学。该单层的调控至关重要，不仅在转移中，也在肺水肿或动脉粥样硬化等疾病中。为更深入理解此破裂动力学，我们提出一种混合模型，将内皮细胞模拟为弹性材料，并通过 catch bond 定律描述单层的细胞-细胞黏附。我们研究了钙波引起的细胞收缩对不同直径血管上内皮单层的影响。为此，我们开发了三维模型以研究不同血管直径的作用。结果表明，位于多个细胞公共顶点处的连接上有更大牵引力。这导致内皮单层中出现开口，肿瘤细胞可经此外渗。对所研究的不同几何形状，未观察到血管直径对内皮单层黏附破裂的显著影响。