神经祖细胞活性向列片中的拓扑缺陷引发三维隆起

培养干细胞已成为再生医学、发育生物学乃至生物物理研究的标准平台。然而，尽管形态及由细胞间相互作用产生的宏观模式是日常实验中最简单的特征，对其在表征上仍主要停留在定性层面。本文报道，神经祖细胞（NPCs）——即产生中枢神经系统细胞的多能干细胞——在快速滑行并随机反转其速度的同时，与邻近细胞局部对齐，从而展现出活性向列系统的特征。在二维向列模式中，我们发现电荷为 +1/2 和 -1/2 的间隔拓扑缺陷。值得注意的是，我们识别出在 +1/2 拓扑缺陷处导致三维隆起的快速细胞聚集。缺陷周围的单细胞水平成像使得演化细胞密度得以量化，阐明细胞不仅集中于 +1/2 缺陷处，也会从 -1/2 缺陷逃离。我们提出缺陷周围不稳定性的机制源于各向异性摩擦与活性力场之间的相互作用，从而提出了一种用于局部细胞密度调控的新普适机制。