细胞粘附的三维多尺度力-化-生耦合模型

【作者】 方维； 冯西桥；

【机构】 天津大学； 清华大学；

【摘要】 研究细胞粘附的力-化-生耦合机制对于理解肿瘤转移、胚胎发育、组织修复等生理或病理过程至关重要。细胞粘附过程涉及细胞骨架的动态重组、生化因子的协同调控以及细胞与三维微环境的复杂相互作用,相关的力化生耦合理论和多尺度计算方法亟待发展。在这项工作中,我们建立了一个三维多尺度、力-化-生耦合的细胞动力学模型,并发展了相应的高效数值方法来模拟细胞的软化、粘附、铺展等行为。该模型整合了细胞核、细胞膜、细胞骨架以及细胞-ECM粘附等的力学、结构特征与响应机制,研究了细胞在空间受限条件下的自适应软化行为,揭示了细胞骨架重组和变形的时空演化规律;模拟了细胞的粘附铺展过程,揭示了胞内外力学与生化因子调控细胞粘附形貌演化的耦合作用。更多还原