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Nature:集體細(xì)胞行為的力學(xué)生物學(xué)

更新時(shí)間:2024-12-16      點(diǎn)擊次數(shù):86

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(xì)胞集體行為中的力學(xué)生物學(xué),特別是細(xì)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(xì)胞集體行為的重要性:在發(fā)育、癌癥進(jìn)展和組織重塑等生物過(guò)程中,細(xì)胞集體行為依賴于細(xì)胞間的相互作用以及細(xì)胞與周圍細(xì)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(xì)胞重組:集體遷移(如爬行)在發(fā)育過(guò)程中至關(guān)重要,例如在果蠅和斑馬魚(yú)中的遷移。集體細(xì)胞重組由整個(gè)上皮層的協(xié)調(diào)收縮過(guò)程驅(qū)動(dòng),對(duì)組織塑形同樣重要。

細(xì)胞間的力學(xué)耦合:細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞-基質(zhì)和細(xì)胞-細(xì)胞粘附點(diǎn)的力學(xué)耦合來(lái)傳遞力量。這些機(jī)制由細(xì)胞-基質(zhì)界面和細(xì)胞-細(xì)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(xì)胞環(huán)境的物理屬性:細(xì)胞環(huán)境的物理屬性,如基質(zhì)剛度、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、幾何形狀和外部力量的應(yīng)用,可以改變集體細(xì)胞行為、組織結(jié)構(gòu)和細(xì)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(xì)胞水平)中的作用,以及各種物理模型在理解集體細(xì)胞行為中的重要性。

細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的機(jī)制:包括極化集體細(xì)胞遷移和肌動(dòng)蛋白電纜的協(xié)調(diào)收縮性。

細(xì)胞-細(xì)胞相互作用的角色:細(xì)胞間的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)依賴于通過(guò)細(xì)胞-細(xì)胞連接的相互作用。


Figure 3 | Molecular coupling at intercellular contacts


集體細(xì)胞行為中的力量特征:包括細(xì)胞對(duì)ECM施加的力量以及在細(xì)胞間接觸點(diǎn)施加的力量。

細(xì)胞耦合的機(jī)制:涉及細(xì)胞骨架、細(xì)胞-ECM和細(xì)胞間粘附的分子組件,它們?cè)谔峁┻\(yùn)動(dòng)所需的力量和細(xì)胞間機(jī)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(duì)集體細(xì)胞動(dòng)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.



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