作为对称性破缺事件的玫瑰花结形成：理论与实验

多细胞玫瑰花结在形态发生、伤口愈合和癌症进展等不同情形中均被观察到。尽管已获得一些分子层面的认识来解释这些由五个或更多细胞围绕共同中心组成的聚集体为何出现，但究竟哪些可调的全局特征会促进或阻碍其形成，在很大程度上仍属未知。在此，我们利用 Voronoi 动力学模型研究了驱动具有不同稳定性和组织程度玫瑰花结出现的要素。我们发现： 破坏系统的局域空间对称性，即引入诱导曲率的缺陷，能够形成类玫瑰花结结构； 其形成概率取决于细胞层的特性。具体而言，组织流动性与单细胞可变形性之间的权衡主导了瞬态玫瑰花结的组装，而在细胞排列相互作用存在时，这些结构会被强烈稳定。为检验模型预测，我们对源自诱导多能干细胞且能形成玫瑰花结的神经群体进行了荧光显微镜实验，发现结果显著吻合。总体而言，我们的工作可为统一理解生理学中涉及类玫瑰花结结构出现的众多生物物理机制，以及病理学中其异常形成，奠定基础。