组织细胞的力学蠕变柔量服从伽马分布

研究群体内细胞间的自然变异对于理解组织细胞在施加载荷下变形的随机性至关重要。在现有文献中，单细胞蠕变柔量的群体变异迄今普遍使用对数正态分布来建模。本文采用光学拉伸（一种非接触式、相对高通量的细胞力学探测技术）积累了足够的数据集，有力地证明了细胞柔量服从相似但不同的伽马分布。此外，我们重新审视了最初为证明对数正态拟合而提出的现有模拟，并表明这些模拟数据实际上也对应于伽马分布。最后，我们提出了一个通用的随机微分方程，该方程解析地预测了细胞拉伸过程中蠕变柔量的伽马分布，以及我们在移除施加载荷后实验观察到的细胞恢复的高斯分布。在蠕变和恢复阶段，群体变异仅由一个参数即可很好地表征。我们期望，通过对间充质干细胞的大规模数据集进行的现象学分布拟合修正，能够促进发展更精确的本构定律来描述细胞骨架变形。因此，这些发现用一个基于更坚实实验和理论基础且拟合更优的模型取代了经验分布，并为预测和理解群体内单个细胞力学响应的随机性提供了基础。