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Nature:集體細胞行為的力學(xué)生物學(xué)

更新時間:2024-12-16      點擊次數(shù):94

Key Points




這篇文章《Mechanobiology of collective cell behaviours》發(fā)表在《Nature Reviews Molecular Cell Biology》上
主要探討了細胞集體行為中的力學(xué)生物學(xué),特別是細胞如何感知環(huán)境并相應(yīng)地調(diào)整其形狀、遷移、增殖、分化潛力和生存。文章的核心內(nèi)容包括:


細胞集體行為的重要性:在發(fā)育、癌癥進展和組織重塑等生物過程中,細胞集體行為依賴于細胞間的相互作用以及細胞與周圍細胞外基質(zhì)(ECM)的相互作用。

  Figure 1 | Cell movements from single to collective dynamics

集體遷移和細胞重組:集體遷移(如爬行)在發(fā)育過程中至關(guān)重要,例如在果蠅和斑馬魚中的遷移。集體細胞重組由整個上皮層的協(xié)調(diào)收縮過程驅(qū)動,對組織塑形同樣重要。

細胞間的力學(xué)耦合:細胞通過細胞-基質(zhì)和細胞-細胞粘附點的力學(xué)耦合來傳遞力量。這些機制由細胞-基質(zhì)界面和細胞-細胞連接處的力學(xué)敏感粘附復(fù)合物調(diào)控。


Figure 2 | Methods of force measurement


細胞環(huán)境的物理屬性:細胞環(huán)境的物理屬性,如基質(zhì)剛度、拓撲結(jié)構(gòu)、幾何形狀和外部力量的應(yīng)用,可以改變集體細胞行為、組織結(jié)構(gòu)和細胞產(chǎn)生的力量。

體外模型和物理模型:文章討論了體外模型在多尺度分析(從分子到多細胞水平)中的作用,以及各種物理模型在理解集體細胞行為中的重要性。

細胞運動的機制:包括極化集體細胞遷移和肌動蛋白電纜的協(xié)調(diào)收縮性。

細胞-細胞相互作用的角色:細胞間的協(xié)調(diào)運動依賴于通過細胞-細胞連接的相互作用。


Figure 3 | Molecular coupling at intercellular contacts


集體細胞行為中的力量特征:包括細胞對ECM施加的力量以及在細胞間接觸點施加的力量。

細胞耦合的機制:涉及細胞骨架、細胞-ECM和細胞間粘附的分子組件,它們在提供運動所需的力量和細胞間機械耦合中發(fā)揮作用。

物理限制的影響:文章還討論了體外研究中控制環(huán)境對集體細胞動態(tài)的影響,包括外部力量、限制條件、ECM的物理屬性和ECM重塑。



Figure 4 | Physical constraints influencing collective cell behaviours.