力学|进展 | 力学信号调控细胞间的远程作用及自组织行为( 二 )_科学|运动|科普|科技

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图2. （a-b）激光显微切割纤维束实验证明，细胞间动态重构形成的Collagen纤维束中存在张力，并调控了细胞运动的强相关作用；（c）微切口附近的应力图谱；（d）细胞运动和纤维取向的相关性。
此外，为研究细胞群体中ECM 介导力的效应，研究团队设计了细胞群体迁移实验，结果表明：在细胞间距较小、处于力学通讯有效范围内的情况下，群体细胞有向心的群体聚集行为；而当细胞间距超过力学通讯范围的情况下，群体细胞不再发生聚集。基于实验结果，团队同时提出了一个极性活性粒子的理论模型，通过将Collagen纤维束介导的力学作用结合到布朗粒子模型上Phys. Rev. E, 2020, 102(5) ，该模型能很好描述细胞群体的向心运动及通过自组织进行聚集的行为。

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图3. （a-b）理论模型及（c-d）实验结果证明ECM 介导的远程力可以引起细胞自组织并形成聚集体。
该研究揭示了细胞间通过力学信号引起远程关联以及发生自组织的物理机制，研究结果对理解伤口愈合、癌症转移和胚胎发育等重要生物学过程都将带来新的启发和思路，也有助于开发适于临床应用的新型生物化学材料。相关研究成果以“Dynamically re-organized collagen fiber bundles transmit mechanical signals and induce strongly correlated cell migration and self-organization”为题，发表在Angewandte Chemie International Edition杂志上Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60（21）, 11858 ，并入选当期热点文章及卷首插页（Hot paperFrontispiece）。论文第一作者为樊琪慧，共同通讯作者为叶方富、焦阳和赵远锦研究员/教授。该工作得到了科技部重点研发计划（2020YFA0908200）、国家自然科学基金委（12074407 ， 11704404 和11774394）、中国科学院前沿重点项目（QYZDB-SSW-SYS003）等的支持。
https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202016084
【力学|进展 | 力学信号调控细胞间的远程作用及自组织行为】https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.102.052409
编辑：观山不易

力学|进展 | 力学信号调控细胞间的远程作用及自组织行为( 二 )

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