图案化基底上粘附细胞的最优形状与应力
生物物理
2013-12-30 v1 软凝聚态物质
细胞行为
摘要
我们研究了一种二维粘性微图案基底上粘附细胞的连续介质力学模型。该细胞被建模为受均匀内部收缩应力作用的各向同性均匀弹性材料。通过引入细胞边界弯曲的能量代价，纳入了细胞外围皮层肌动蛋白束产生的张力积累，从而产生对局部曲率变化的阻力。基于整合素的粘附被建模为谐波弹簧，将细胞固定在预定几何形状的粘性斑块上。利用蒙特卡洛模拟和分析技术，我们研究了体收缩性与皮层弯曲刚度在调节非粘附区域细胞形状方面的竞争效应。我们表明，从凸细胞边缘到凹细胞边缘的交叉由收缩应力与边界弯曲刚度之间的相互作用控制。特别是，当收缩应力超过与皮层弯曲刚度成正比的临界值时，细胞边界变为凹形。此外，发现细胞内应力主要集中在细胞的凹边缘。该模型可用于为每种特定的粘附几何形状生成细胞形状相图。
引用
@article{arxiv.1312.6895,
title = {Optimal shapes and stresses of adherent cells on patterned substrates},
author = {Shiladitya Banerjee and Rastko Sknepnek and M. Cristina Marchetti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.6895},
year = {2013}
}