单细胞力学和细胞间黏附对多细胞球体力学的贡献

肿瘤球体的力学性质既源于单个细胞的机械特性，也源于将其组织成组织的细胞—细胞黏附相互作用。然而，这两个因素对整体力学行为的相对贡献在实验上仍难以区分。在本研究中，我们建立了一个微管吸引的计算模型，在统一的计算框架下比较孤立细胞与多细胞球体的力学响应。通过独立改变单细胞刚度和细胞—细胞黏附，我们量化了它们对吸引动力学、有效弹性模量和黏弹性松弛的影响。 我们的结果表明，单细胞刚度的增加会显著改变孤立细胞的力学性质，但对多细胞球体的有效弹性模量影响有限。相比之下，细胞—细胞黏附的变化会对球体的有效弹性模量产生显著影响。尽管如此，这两个参数都会增加控制体系从初始弹性响应向长时间黏性变形过渡的迟滞时间。这些发现表明，多细胞体系的弹性主要由细胞间机械耦合所决定，而对外加应力的动力学响应则同时依赖于细胞尺度的力学性质和细胞—细胞黏附。

肿瘤球体的力学性质既来源于单个细胞的机械特性，也来源于将其组织成组织的细胞间黏附相互作用。然而，这两个因素对整体力学行为的相对贡献在实验上仍然难以区分。

在此，我们建立了一个微吸管抽吸的计算模型，在统一的计算框架下比较孤立细胞与多细胞球体的力学响应。通过独立改变单细胞刚度和细胞—细胞黏附，我们定量评估了它们对抽吸动力学、有效弹性模量以及黏弹性松弛的影响。

我们的结果表明，增大单细胞刚度会显著改变孤立细胞的力学性质，但对多细胞球体有效弹性模量的影响有限。相比之下，细胞—细胞黏附的变化会对球体的有效弹性模量产生显著影响。尽管如此，这两个参数都会增加控制体系由初始弹性响应向长时黏性变形过渡的迟滞时间。

这些发现表明，多细胞弹性主要由细胞间机械耦合所支配，而对外加应力的动力学响应则同时取决于细胞尺度力学性质和细胞—细胞黏附。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.04.742605v1?rss=1

🏷️ 多细胞球体 单细胞力学 细胞间黏附 力学建模 黏弹性 肿瘤生物力学