长期以来，科学家们一直关注试图了解细胞如何移动，例如寻求控制癌症扩散的新方法。生物学领域继续阐明细胞集合沿着生化途径进行交流，适应和组织的无限复杂过程。
谈到物理定律，耶鲁系统生物学研究所的研究人员重新审视了细胞的运动方式，揭示了细胞组织的行为与最简单的水滴之间的相似之处。
“我们对细胞运动如何由它们所处的组织的特性决定，而不是它们如何单独行动，采取了不同的观点，”生物医学工程和物理学副教授，一系列描述这项工作的论文的资深作者Michael Murrell说。
发表在《物理评论快报》上，该小组的初步实验使用机械技术来测量细胞组织的简单“球”的表面张力，以揭示与水滴的热动力学特性的相似之处，但存在明显的差异。
“对于水滴，表面张力是恒定的，不会随着水滴的大小而变化，”Murrell说。然而，科学家们发现，在癌细胞的“液滴”的情况下，表面张力取决于大小 - 组织越小，表面张力越高，组织内的压力越高。
接下来，研究小组应用表面张力梯度来显示组织内的细胞快速集体移动，就像添加洗涤剂时水表面移动的方式一样。他们的发现发表在《物理评论流体》上。
这种所谓的“马兰戈尼”效应发生在组织表面的力驱动内部细胞的运动时。
为了完成这个谜题，科学家们允许组织粘附在表面上，模仿肿瘤生长和扩散的方式。细胞从组织球中出现，就像水滴一样“润湿”接受性 - 或亲水性 - 表面。在某些情况下，润湿增加了组织的内部压力，有助于将细胞推出。
今天发表在《物理评论X》上，这些发现为细胞“迁移”的程度或表面张力的压力是否促进细胞运动提供了新的视角。
“当你想到任何流动的东西时，我们通常会想到压力梯度，”穆雷尔实验室的研究科学家Vikrant Yadav说，他是所有三项研究的共同第一作者。“我们在这里展示的是，组织的体积特性，包括表面张力和压力，对于细胞从模型肿瘤中迁移出来的能力很重要。
亚达夫和穆罕默德·优素福扎伊是这些论文的共同第一作者，研究生索罗什·阿米里做出了重大贡献。合作者包括卡内基梅隆大学的希拉迪亚·班纳吉和苏黎世联邦理工学院的埃里克·杜弗伦和罗伯特·斯泰茨。NIH通过RO1(GM126256)和U54(CA209992)赠款支持这项工作。
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