摘要

集体行为是指复杂迁移模式的出现,其规模大于构成系统的单个元素的规模。在生物系统中,它在调节原肠胚形成、形态发生和组织组织等各种过程中起着关键作用。在这里,通过结合实验方法和数值模拟,我们探索了细胞密度(“拥挤”)、细胞间黏附强度(“黏附”)和细胞外基质(ECM)蛋白施加的边界条件(“约束”)在调节上皮细胞片内集体行为出现方面的作用。我们的结果表明,细胞被几何限制在定义明确的圆内,导致细胞的持续、协调和同步旋转,这取决于细胞密度。这种大规模旋转运动的速度随着密度的增加而减慢。此外,这种集体旋转行为取决于微图案圆圈的大小:我们观察到,在大小高达200μm的情况下,整个细胞群沿同一方向旋转。旋转的细胞以均匀的角速度作为固体运动。有趣的是,这个上限导致了长度刻度,类似于在无限制上皮细胞片中观察到的自然相关长度。这种行为在粘附连接下调的细胞和癌细胞类型中发生强烈改变。我们预计,我们的系统将提供一种简单易行的方法,以一种可控且系统的方式调查集体细胞行为。

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