逆形泡生长模型解释细胞机械适应过程中的巨泡动力学
生物物理
2022-06-30 v1
摘要
细胞可通过动态改变形状来承受表现为大机械力(如压力梯度和/或剪切应力)的恶劣环境条件。此类条件见于眼部的 Schlemm 管，覆盖血管内壁的内皮细胞受到房水外流施加的流体静压力梯度作用。这些细胞形成其基底膜充满液体的动态外凸，称为 \textit{巨泡}。巨泡的逆过程类似于细胞形泡——由收缩性肌动蛋白-肌球蛋白皮层局部暂时破坏引发的细胞外胞质突起。逆形泡现象首次在实验中被观察到是在出芽血管生成过程中，但其 underlying 物理机制尚不清楚。在此，我们将巨泡形成识别为逆形泡并建立了该过程的生物物理模型。我们的模型阐明了细胞膜力学性质如何影响巨泡的形态与动力学，并预测了多个内陷泡之间类似奥斯特瓦尔德熟化的粗化过程。我们的结果在定性上与灌注实验中巨泡形成的观测相符。我们的模型不仅阐明了驱动逆形泡与巨泡动力学的生物物理机制，还确定了细胞对压力载荷响应的普遍特征，这些特征与许多实验背景相关。
引用
@article{arxiv.2206.13670,
title = {Model of inverse bleb growth explains giant vacuole dynamics during cell mechanoadaptation},
author = {Andrea Cairoli and Alice Spenlehauer and Darryl R Overby and Chiu Fan Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.13670},
year = {2022}
}