模拟流动平衡中涉及高速迁移细胞的涌现组织形成

借助数学模型分析生物组织、其组织结构与动态的兴趣日增。理想情况下组织尺度的涌现性质可由细胞尺度推导。然而仅在极少数例子中实现，尤当涉及细胞高速迁移时。一大困难是缺乏合适的多尺度模拟平台，其需嵌入可溶物质反应-扩散、快速细胞迁移与力学，以及多种组织类型中极重要的细胞流动稳态。本文通过开发专为纳入这些特征且侧重高速细胞迁移的基于智能体数学模型，朝此方向推进一步。细胞表示为在无非格点空间底物上迁移的弹性球。其运动受底物衍生的趋化因子调控与引导。趋化因子扩散被认为慢于细胞迁移，从而远非平衡。组织稳态非由生长-死亡平衡达成，而由所考察组织内外细胞迁移的流动平衡达成。此意义上组织中细胞的数量与分布为模型结果而非假设部分。为展示模型性质与功能，将其应用于细胞流动平衡组织的著名例子——次级淋巴组织。这些组织中关于细胞速度分布的实验数据可用合理机械参数在稠密组织模拟迁移中重现。