上皮细胞为何逆着行波信号集体迁移
生物物理
2025-09-01 v5 软凝聚态物质
摘要
细胞群体对外源刺激的响应在上皮伤口愈合和发育形态发生等生物力学过程中起着核心作用。已有研究表明，ERK MAP 激酶的信号以波状传播可引导集体迁移朝某一方向进行；然而，基于行波下的连续介质力学机制尚不完全清楚。为阐明 ERK 激酶信号的行波如何引导集体迁移，我们通过考虑收缩应力与细胞取向对信号的依赖性协调，构建了上皮单细胞层的力学模型。利用光遗传学控制的细胞系统对所提模型进行了研究，我们发现局部信号激活会引起细胞密度和取向随传播方向发生变化。细胞群体的净运动相对于波发生，且迁移速度在与 ERK 信号波速度共振时达到最大。所提出的力学模型在体外伤口愈合过程中得到了进一步验证。
引用
@article{arxiv.2008.12955,
title = {Why epithelial cells collectively move against a traveling signal wave},
author = {Tatsuya Fukuyama and Hiroyuki Ebata and Akihisa Yamamoto and Ryo Ienaga and Yohei Kondo and Motomu Tanaka and Satoru Kidoaki and Kazuhiro Aoki and Yusuke T. Maeda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.12955},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 5 figures and supplementary information