细胞活动的长度尺度决定上皮重塑的特征

细胞活动驱动上皮组织流化——这是一种在体内和体外的组织发育、重塑与修复过程中广泛观察到的现象。然而，主动作用力的物理起源及其空间组织在不同生物系统中差异很大，而在理论模型中常常被表述为单一的通用机制。本文使用主动顶点模型，系统比较了跨越亚细胞到组织尺度的四种上皮活动模式：无极性运动、有极性运动、波动性收缩以及机-化调控。尽管这四种机制都会驱动相同的整体转变，即从类固体的矩形组织过渡到类流体的圆形形态，但它们通过不同的路径实现这一状态——在连接重排、细胞消除以及集体运动的速率和拓扑上存在差异，并在组织结构、细胞动力学和机械松弛中留下可区分的特征。在这些可观测量中，空间速度相关性能够直接捕捉活动的空间组织：其相关长度与函数形式可共同区分这四种机制。这些特征在不同活动强度下均具有鲁棒性，表明空间速度相关性为仅借助活细胞成像识别上皮活动的物理起源提供了一种实验上可行的方法。

细胞活动驱动上皮组织流化——这一现象广泛存在于组织发育、重塑和修复过程中，无论是在体内还是在体外。然而，活性力的物理起源及其空间组织在不同生物系统中差异显著，而理论模型中往往仅将其表述为一种单一的通用机制。在此，我们采用活性顶点模型，系统比较了跨越亚细胞到组织尺度的四种上皮活动模式：无极性运动、有极性运动、波动性收缩以及机-化调控。尽管这四种机制都能驱动同样的整体转变——从固态样的矩形组织转变为液态样的圆形形态——但它们是通过不同路径达到该状态的：在连接重排、细胞消除以及集体运动的速率和拓扑结构上各不相同，并且会在组织结构、细胞动力学和力学弛豫中留下可区分的特征。在这些可观测量中，空间速度相关性能够直接捕捉活动的空间组织：其相关长度与函数形式可共同区分全部四种机制。这些特征在不同活动强度下均表现出鲁棒性，表明空间速度相关性为仅凭活细胞成像识别上皮活动的物理起源提供了一种实验上可行的方法。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.14.744900v1?rss=1

🏷️ 上皮重塑 细胞活动 主动顶点模型 空间速度相关性 组织流化