尖端细胞超越作为血管生成计算模型中出芽的副效应

在血管生成过程中，内皮细胞竞争尖端位置：这一现象被称为尖端细胞超越。目前尚不清楚尖端细胞超越在多大程度上是出芽的副效应，在多大程度上是一种生物学功能。为了解决这一问题，我们在两个现有的血管生成出芽细胞 Potts 模型中研究了尖端细胞超越现象。在这些模型中，血管生成出芽样行为源自一小套合理的细胞行为，内皮细胞在芽体中自发地向前和向后迁移，这表明尖端细胞超越可能是出芽的副效应。与实验观察一致，在我们的模拟中，当两条具有不同 Vegfr2 表达水平的细胞系参与出芽（嵌合出芽实验）时，细胞占据尖端位置的倾向可以被调控，其中细胞行为由简单的 VEGF-Dll4-Notch 信号网络调控。我们的建模结果表明，尖端细胞超越是由于出芽过程中细胞的随机运动而自发产生的。因此，尖端细胞超越与出芽动力学可能是相互依赖的，应结合进行研究和解释。VEGF-Dll4-Notch 可以调控细胞占据尖端细胞位置的能力，但仅在模拟中的细胞在 Vegfr2 表达水平上存在显著差异时才能实现。我们提出，VEGF-Dll4-Notch 信号可能并不调控哪一细胞最终到达尖端，而是确保随机到达尖端位置的细胞获得尖端细胞表型。