无序各向异性细胞单层的力学表征

我们考虑一个使用基于顶点的模型描述的细胞单层，其中细胞构成铺满平面的凸多边形的空间无序阵列。平衡细胞构型被假定为最小化一个由细胞面积和周长定义的全局能量；能量通过动态面积和长度变化以及细胞邻居交换而耗散。该模型捕捉了我们对非洲爪蟾胚胎上皮的观察，表明单轴拉伸诱导空间有序化，处于净张力（压缩）下的细胞倾向于沿（逆）拉伸方向排列，但在单细胞水平上应力仍保持异质性。我们利用顶点模型推导了关于形变基态的组织水平应力、应变和应变率之间的线性化关系，该关系可用于表征组织的各向异性力学性质；黏弹性组织模量的表达式作为对细胞的直接求和给出。当基态各向同性时，模型预言组织性质可被调节至高弹性剪切阻力但低面积变化阻力，或反之的 regime。