间充质细胞的速度可能定义不良
生物物理
2023-11-30 v1 细胞行为
摘要
平坦表面上单细胞迁移的动力学通常由类朗之万问题建模，包含短时的弹道运动与长时的随机游走。相反，近期研究揭示了在极短时间间隔下曾被忽略的随机运动，这将排除定义细胞瞬时速度及稳健测量程序的可能性。先前解决此问题的尝试考虑了各向异性迁移模型，该模型计入沿之速度定义良好的极化方向，以及描述随机游走且与极化向量正交的方向。尽管该模型数值与解析计算的平均平方位移和自相关与实验数据一致，其速度分布在零处取峰，这与极化方向存在恒定漂移的实验观测相矛盾。此外，Potts模型模拟表明任一方向上均无法测量瞬时速度。此处，我们考虑细胞极化的动力学方程——该量可测量——并引入依赖于极化的位移，从而规避瞬时速度定义不良的问题。极化是定义良好的量，在短时间间隔保留记忆，并提供表征细胞迁移的稳健测量程序。我们考虑细胞极化动力学遵循修正朗之万方程，其给出的细胞位移分布在正值处取峰，与实验及Potts模型模拟相符。此外，位移自相关函数呈现两种不同时间尺度，改善了理论拟合与实验或模拟间的一致性。
引用
@article{arxiv.2311.17292,
title = {Velocities of Mesenchymal Cells May be Ill-Defined},
author = {Guilherme S. Y. Giardini and Gilberto L. Thomas and Carlo R. da Cunha and Rita M. C. de Almeida},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.17292},
year = {2023}
}