黏附弹性上皮组织的形状与尺寸变化

上皮组织在发育和早期胚胎发生的多种形态发生事件中起着基础作用。尽管上皮单层常被建模为二维（2D）弹性表面，但它们在三个重要方面区别于传统薄弹性板——存在顶-底极性、细胞厚度的空间变异性，以及其非平衡主动性质。在此，我们发展了一个将平面上皮组织作为主动弹性材料的最小连续介质模型，纳入了所有这些特征。我们从组织的完整三维（3D）描述出发，推导出一个有效的 2D 模型，该模型通过顶面的曲率捕捉顶-底不对称性及组织的空间几何。关键在于，跨顶-底轴的主动应力变化导致可驱动曲率转变的主动力矩。通过辨识四种不同的活动来源，我们发现由肌动蛋白-肌球蛋白收缩性和生长产生的体主动应力，与由局域肌动蛋白-肌球蛋白索和片状伪足活动导致的边界主动张力相互竞争，从而生成跨越平面上皮形态空间的多种状态。因此，我们的处理通过顶面曲率变化与基底黏附组织的面内膨胀/收缩的耦合力学，统一了 3D 形状变形。最后，我们讨论了我们的结果对一些生物学相关过程（如腔形成起始时的组织折叠）的启示。