摘要

细胞迁移涉及不同细胞类型和组织环境中的不同机制。实验上观察到迁移行为的变化,这些变化与各种情况下的表型转换有关,例如胶质瘤细胞的迁移-增殖二分法、细胞外基质中纤维肉瘤细胞的上皮-间充质转变或间充质-变形体转变。在本研究中,我们开发了一个模型框架来解释与表型转换相关的迁移行为的变化。我们考虑了ECM对细胞运动的影响,尤其是沿纤维的排列过程。我们使用介观描述来模拟具有不同迁移特性的两个细胞种群。我们通过适当的缩放导出了相应的连续体(宏观)模型,这导致了两种细胞表型的通用反应扩散系统。我们研究了密集和稀疏环境的表型适应,并提出了两种互补的过渡机制。我们结合线性稳定性分析和数值模拟来研究这些机制。我们的研究表明,当细胞迁移能力因拥挤的环境而降低时,可能会出现扩散不稳定性,并导致形成相同表型的细胞聚集。最后,我们从生物学的角度讨论了结果的重要性。

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