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几何约束揭示了胶质细胞单层中的无尺度速度相关性

组织与器官 2025-11-27 v1

摘要

集体细胞流是发育、伤口愈合以及各种疾病中组织动态的典型特征。本研究对肾脏细胞单层(MDCK)进行实验,在毫米尺度的微图案化基底上进行数小时的实验(基底可带有自由前端或闭合环形跑道),且无黏性。随着时间的成熟,出现域和来长程的速度场相关性。涡旋能(以及动能)在 5 小时内增加,然后达到最大值并下降。空间速度相关性呈无尺度分布,遵循幂律,这挑战了单一内在相关长度的概念。它表明该单层行为类似于临界系统,其中信息可通过其整个尺寸传播,这与能够实现长程应力传播的活性固体模型相符。空间相关系数随时间显著演化,可能反映单层的成熟。图案化基底的大小、形状、拓扑和刚性影响流动和机械场的组织。自发的集体运动在软基底上比硬基底上更强。自由前端的存在会在远大于固定边界(65±465\pm 4~μ\mum vs 3.2±0.73.2 \pm 0.7~μ\mum)的尺度上累积 vimentin,可能揭示了细胞速度场上的潜在极化线索。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.21655,
  title  = {Geometric Confinement Reveals Scale-Free Velocity Correlations in Epithelial Cell Monolayer},
  author = {Guillaume Duprez and Mélina Durande and François Graner and Hélène Delanoë-Ayari},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.21655},
  year   = {2025}
}

备注

14 pages, 11 figures