細胞速度或細胞移動的速度取決于表面在其下方的黏性，但這種關(guān)系的精確機制數(shù)十年來一直難以捉摸。現(xiàn)在，來自亥姆霍茲協(xié)會(MDC)的馬克斯·德爾布呂克分子醫(yī)學(xué)中心和慕尼黑的路德維希·馬克西米利安斯大學(xué)(LMU)的研究人員已經(jīng)弄清楚了精確的力學(xué)原理，并開發(fā)了一個數(shù)學(xué)模型來捕獲參與細胞運動的力。該發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上，為發(fā)育生物學(xué)和潛在的癌癥治療提供了新的見解。

 

細胞移動是一個基本過程，在發(fā)育過程中，當細胞分化為目標細胞類型然后移至正確的組織時尤其重要。細胞還可以移動以修復(fù)傷口，而癌細胞則爬到最近的血管，擴散到身體的其他部位。

MDC數(shù)學(xué)細胞生理學(xué)實驗室負責(zé)人，共同領(lǐng)導(dǎo)該研究的馬丁·法爾克教授說：“研究人員現(xiàn)在可以使用我們開發(fā)的數(shù)學(xué)模型來預(yù)測不同細胞在各種基質(zhì)上的行為。”“準確了解這些基本運動可能會提供新的靶點來中斷腫瘤轉(zhuǎn)移。”

聯(lián)手確定

這一發(fā)現(xiàn)歸功于LMU的實驗物理學(xué)家和MDC的理論物理學(xué)家。由約阿希姆·拉德勒(JoachimRädler)教授領(lǐng)導(dǎo)的實驗學(xué)家追蹤了超過15,000個癌細胞在粘性表面上狹窄狹窄通道中移動的速度，粘性在低和高之間交替變化。這使他們能夠觀察到細胞在黏性水平之間轉(zhuǎn)變時會發(fā)生什么，這更能代表體內(nèi)的動態(tài)環(huán)境。

然后，F(xiàn)alcke和Behnam Amiri，共同第一篇論文作者兼博士學(xué)位。Falcke實驗室的一名學(xué)生使用大型數(shù)據(jù)集建立了一個數(shù)學(xué)方程式，該方程式捕獲了影響細胞運動性的元素。

阿米里說：“以前試圖解釋細胞遷移和運動性的數(shù)學(xué)模型非常具體，它們僅適用于一種特征或細胞類型。”“我們在這里試圖做的是使它盡可能簡單和通用。”

該方法的效果甚至比預(yù)期的還要好：該模型與LMU收集的數(shù)據(jù)相匹配，并適用于過去30年中對其他幾種細胞類型的測量。“這令人興奮，”法爾克說。“很少能找到一種理論來解釋如此廣泛的實驗結(jié)果。”

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來源：生物幫

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