生物组织中运动驱动的玻璃化与堵塞转变

致密组织内的细胞运动支配许多生物过程，包括胚胎发育和癌症转移，且近期实验表明这些组织表现出集体玻璃态行为。为了对组织中的玻璃化转变做出定量预测，我们研究了一个自驱动沃罗诺伊(SPV)模型，该模型同时捕获了融合组织（细胞间无间隙）中极化细胞运动和多体细胞-细胞相互作用。我们证明该模型表现出从类固态到类流态的堵塞转变，该转变由三个参数控制：单细胞的运动速度、单细胞轨迹的持久时间、以及表征细胞间粘附与皮层张力竞争的目标形状指数。与传统颗粒玻璃不同，我们能够确定一个实验上可获取的结构序参量，该序参量将整个堵塞曲面规定为模型参数的函数。我们证明连续介质软玻璃态流变模型精确捕获了在小持久时间极限下的这一转变，并解释了它在持久时间大极限下为何失效。这些结果为理解胚胎发育和癌症进展中观测到的集体固-液转变提供了框架，其可能与这些组织中的上皮-间质转化相关。