細(xì)胞速度或細(xì)胞移動(dòng)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(jī)制數(shù)十年來(lái)一直難以捉摸。現(xiàn)在，來(lái)自亥姆霍茲協(xié)會(huì)(MDC)的馬克斯·德?tīng)柌紖慰朔肿俞t(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(kāi)發(fā)了一個(gè)數(shù)學(xué)模型來(lái)捕獲參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的力。該發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《美國(guó)國(guó)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(jiàn)解。

 

細(xì)胞移動(dòng)是一個(gè)基本過(guò)程，在發(fā)育過(guò)程中，當(dāng)細(xì)胞分化為目標(biāo)細(xì)胞類(lèi)型然后移至正確的組織時(shí)尤其重要。細(xì)胞還可以移動(dòng)以修復(fù)傷口，而癌細(xì)胞則爬到最近的血管，擴(kuò)散到身體的其他部位。

MDC數(shù)學(xué)細(xì)胞生理學(xué)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人，共同領(lǐng)導(dǎo)該研究的馬丁·法爾克教授說(shuō)：“研究人員現(xiàn)在可以使用我們開(kāi)發(fā)的數(shù)學(xué)模型來(lái)預(yù)測(cè)不同細(xì)胞在各種基質(zhì)上的行為。”“準(zhǔn)確了解這些基本運(yùn)動(dòng)可能會(huì)提供新的靶點(diǎn)來(lái)中斷腫瘤轉(zhuǎn)移。”

聯(lián)手確定

這一發(fā)現(xiàn)歸功于LMU的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)學(xué)家追蹤了超過(guò)15,000個(gè)癌細(xì)胞在粘性表面上狹窄狹窄通道中移動(dòng)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(xì)胞在黏性水平之間轉(zhuǎn)變時(shí)會(huì)發(fā)生什么，這更能代表體內(nèi)的動(dòng)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(shí)驗(yàn)室的一名學(xué)生使用大型數(shù)據(jù)集建立了一個(gè)數(shù)學(xué)方程式，該方程式捕獲了影響細(xì)胞運(yùn)動(dòng)性的元素。

阿米里說(shuō)：“以前試圖解釋細(xì)胞遷移和運(yùn)動(dòng)性的數(shù)學(xué)模型非常具體，它們僅適用于一種特征或細(xì)胞類(lèi)型。”“我們?cè)谶@里試圖做的是使它盡可能簡(jiǎn)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(guò)去30年中對(duì)其他幾種細(xì)胞類(lèi)型的測(cè)量。“這令人興奮，”法爾克說(shuō)。“很少能找到一種理論來(lái)解釋如此廣泛的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。”

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來(lái)源：生物幫

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