具有脉动活性的二维 Voronoi 细胞组织中的流态化与反常密度涨落

细胞不仅可以通过爬行运动，还能够进行非运动性的主动运动，如周期性收缩或脉动。在本工作中，基于 Voronoi 细胞模型，我们展示了这种非运动性活性如何影响细胞单层的结构、动力学和密度涨落。我们的模型表明，随机细胞脉动将固体上皮组织流态化为超均匀流体状态，而脉动同步则抑制流动性并导致反向固化。我们的结果表明，这种固化是一种 BKT 型相变，其特征是由脉动相空间中拓扑缺陷的湮灭引起的强烈密度/动力学异质性。密度异质性的幅度和长度尺度随脉动周期发散，导致相反的巨大密度涨落或反超均匀性。我们提出了一种涨落流体力学理论，可以统一这两种相反的反常涨落现象。我们的发现有助于理解 MDCK 单层中的最新实验观察结果。