融合上皮单层中运动性驱动的玻璃化动力学

在伤口愈合、胚胎发育、癌症扩散或哮喘进展过程中，细胞单层会经历类固体堵塞态与类流体流动态之间的玻璃化转变。在其中一些过程中，细胞会发生上皮-间充质转化（EMT）：它们获得面内极性并变得具有运动性。因此，运动性如何驱动上皮系统中的玻璃化动力学对 EMT 过程至关重要。然而，目前尚缺乏能提供深层洞见的分析框架。本文受一种著名的玻璃理论启发，构建了这样一个理论。本工作的一个关键结果是，融合度影响主动力的有效持续时长尺度，该尺度由其旋转扩散系数 $D_r^{\text{eff}}$ 描述。由于细胞形状动力学对力动力学的整流作用，$D_r^{\text{eff}}$ 不同于运动力的裸旋转扩散系数 $D_r$：当 $D_r$ 较小时，$D_r^{\text{eff}}$ 等于 $D_r$；当 $D_r$ 较大时，$D_r^{\text{eff}}$ 趋于饱和。我们在活性顶点模型的模拟中检验了关于 $D_r^{\text{eff}}$ 的理论预测及其如何影响弛豫动力学。这一 $D_r^{\text{eff}}$ 的新效应对于理解上皮单层中活性玻璃化动力学的新数据和已发表数据至关重要。