CellFIT公司

CellFIT:一个使用曲线单元边界的单元力推理工具集。机械力在从胚胎发生到癌症转移的一系列生物学过程中起着关键作用,人们对“细胞力能从细胞形状中推断出吗”这个直观的问题相当感兴趣?“尽管有几个小组对这个令人兴奋的问题提出了肯定的答案,但在方程结构、解的唯一性和噪声敏感性等方面,仍然存在着令人费解的问题。在这里,我们展示了这些问题背后的力学和数学因素可以通过使用弯曲的细胞边缘而不是直线的边缘来解决。我们提出了一个新的力推断方程和评估工具包,并表示了这个新的包CellFIT,细胞力推理工具包。在这种方法中,图像中的细胞被分割,并且仅仅基于边缘张力和边缘接近每个连接点的极限角来构造平衡方程。由此产生的张力方程组通常是过度确定的。因此,即使由于长度短、清晰度差、图像清晰度或其他因素而需要从分析中去除少量的边缘,也可以获得解决方案。求解这些方程会产生一组相对的边缘张力,其缩放比例必须根据图像外部的数据确定。在细胞内压力也很重要的情况下,拉普拉斯方程组被用来联系边缘张力、曲率和细胞压差。这种系统通常也被过度确定,它的解决方案会产生一组压力,其偏移量需要参考周围介质、开放伤口或图像外部的信息。我们表明,条件数、残差分析和标准误差可以提供有关推断力和压力的置信信息。将CellFIT应用于几个活的和固定的生物组织中,可以发现细胞群内的力有相当大的变异性,群体间的显著差异以及异质性边界上的张力升高。