循环拉伸基底上快速爬行细胞的机械敏感性建模

细胞的机械敏感性决定其如何响应来自环境的机械信号，对所有生物系统的功能至关重要。实验中，置于循环拉伸基底上的细胞已被证明会沿某一方向重新取向，该方向不仅取决于细胞类型，还取决于基底的机械性质以及拉伸的幅度和速率。然而，导致这种重新排列的潜在生化和力学机制仍未被完全理解。在本研究中，我们引入一种用于循环拉伸基底上快速爬行的计算模型，该模型考虑了负责细胞形状与运动性的亚细胞过程，以及通过黏着斑位点与基底的耦合。我们特别关注黏着斑动力学的作用，并表明如实验所观察到的，循环拉伸下的重新取向强烈依赖于频率。此外，我们表明拉伸加载与卸载阶段的不对称性（无论来自细胞自身响应还是拉伸协议）可用于选择性地将细胞排列为平行或垂直方向。