Drosophila 边缘细胞簇迁移的相场模型

集体细胞迁移是一种基本的生物学过程，驱动胚胎发育、伤口愈合和癌症转移等事件。在本研究中，我们发展了一个受生物力学启发的相场模型，以探讨 Drosophila melanogaster 蛋糊囊中边缘细胞簇的集体迁移。我们的模型捕捉了蛋糊囊结构的关键方面，包括卵仁、 nurse 细胞以及周围上皮细胞，并纳入了引导细胞迁移的机械力和生化信号。我们引入了切向界面迁移（TIM）力，捕捉沿边缘细胞簇与周围 nurse 细胞之间界面上产生的接触介导推进力。我们的模拟揭示了 TIM 驱动迁移的三个关键特征，区别于以往的趋化性迁移：(1) 边缘细胞-nurse 细胞重叠是启动运动所必需的（即边缘细胞必须在 nurse 细胞基质上才能移动）、(2) 运动方向与边缘细胞-nurse 细胞界面相切向，且(3) 在化生物素梯度减小的区域仍然持续迁移。此外，我们演示了无论几何如何导致化生物素分布的改变（例如在细胞间突触处），都可以独立于机械约束地变化诱导的迁移停顿。我们捕捉到了在卵仁处于 dorsal 迁移的转变，由少量�幅的medio-lateral 化学信号引起。结果表明，空间约束和界面力如何塑造集体细胞运动，并凸显了相场模型在捕捉组织几何、接触力与化学信号相互作用方面的实用性。