基于黏附驱动的生长组织自组织理论
组织与器官
2026-04-30 v1 偏微分方程分析
生物物理
摘要
细胞侵入和空间图样形成是细胞自组织在发育、再生和疾病中的两种不同表现。本文发展并分析了统一的理论框架，将这两种看似不同行为链接到单一的生长细胞群体中基于黏附的自组织机制模型中。通过多尺度分析，我们表明，细胞间黏附、自扩散和增殖之间的平衡控制着不同集体动力学的出现。我们发现，在黏附较弱时，组织通过稳定的单调前沿侵入。随着黏附的增加，侵入减慢，前沿变得不稳定，导致聚集体和在前沿后方出现的空间图样。 在二维空间中，这些不稳定性会产生类似于癌症失调侵入的指纹形态。关键的是，我们表明，黏附的密度依赖调节抑制了这些不稳定性并恢复了粘合组织的扩张。总的而言，我们的结果确定了黏附强度及其调节作为组织是侵入性地凝聚还是碎裂成图样的关键决定因素，并提供了理解集体迁移、形态发生和失调生长的统一框架。
引用
@article{arxiv.2604.26928,
title = {Theory of adhesion-driven self-organisation in growing tissues},
author = {Carles Falcó and Samuel W. S. Johnson and Mohit P. Dalwadi and Philip K. Maini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.26928},
year = {2026}
}