主动表皮层中玻璃动力学源于机械化学反馈与拥挤的相互作用
生物物理
2026-03-23 v3 软凝聚态物质
摘要
活性生物细胞中的玻璃动力学仍是争议话题，因细胞活动很少减缓到足以出现真正玻璃特征的程度。本研究通过整合实验观察与主动顶点模型，来解决活性表皮细胞玻璃动力学的悖论。我们表明，拥挤是必不可少的，但本身并不足以引发玻璃动力学。一种由细胞形状变化通过收缩的肌动蛋白网络所介导的机械化学反馈环路（MCFL），是驱动密集表皮组织中玻璃相变所必需的，正如通过实验中肌动蛋白介导的细胞聚类与动态异质性之间的相互作用所揭示的那样。将 MCFL 纳入顶点模型后，结果与先前理论预测的结果相对，显示 MCFL 可抵消细胞分裂引起的流动化，使玻璃动力学通过主动细胞间通信得以显现。此外，我们的分析首次发现，两种 MCFL 之间的相互作用产生 novel 集体机械化学振荡。综上所述，我们证明了拥挤与主动机械化学反馈之间的相互作用，使得表皮组织中具有主动细胞间相互作用的玻璃样特征和集体生化振荡得以显现。
引用
@article{arxiv.2511.05469,
title = {Glassy dynamics in active epithelia emerge from an interplay of mechanochemical feedback and crowding},
author = {Sindhu Muthukrishnan and Phanindra Dewan and Tanishq Tejaswi and Michelle B Sebastian and Tanya Chhabra and Soumyadeep Mondal and Soumitra Kolya and Sumantra Sarkar and Medhavi Vishwakarma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.05469},
year = {2026}
}