曲率引导的成肌细胞组织手性集体组织化

表面曲率是组织形态发生中的一种基本几何线索，但其在引导细胞集体组织中的作用一直未得到充分阐明。在此，我们表明，曲率可作为一种几何调控参数，塑造超细胞尺度的排列与手性，同时调节成肌细胞组织中的成肌分化。培养于曲面基底上的细胞会自组织形成稳定的螺旋结构，其螺旋的手性由曲率的符号决定，并且可以发生反转：凸曲面纤维形成右手螺旋，而凹形通道则使手性反转。我们发现，单细胞运动中存在一种此前未被揭示的顺时针偏向，该偏向与螺旋状肌动蛋白细胞骨架相关。通过将有效手性驱动与曲率相耦合的最小连续介质理论，能够定量描述组织尺度手性排列的产生与反转。在具有空间变化曲率的基底上，局部曲率梯度可组织形成具有图案化特征的多细胞结构，同时保持整体手性的一致性。曲率还与成肌状态相关：较高曲率与分化程度降低或分化延迟相联系。综上，这些发现揭示了复杂几何形状如何塑造活组织的排列、对称性与细胞状态。

表面曲率是组织形态发生中的一种基本几何线索，然而其在引导细胞集体组织中的作用一直未得到充分阐明。在此，我们表明，曲率可作为一种几何控制参数，塑造超细胞尺度的排列与手性，同时调节成肌细胞组织中的成肌分化。培养于曲面基底上的细胞会自组织形成稳定的螺旋结构，其螺旋旋向由曲率的符号决定，并且可以发生反转：凸形纤维产生右手螺旋，而凹形通道则使手性反转。我们发现了单细胞运动中此前未被识别的顺时针偏向，该偏向与螺旋状肌动蛋白细胞骨架相关。一个将有效手性驱动力与曲率耦合的最小连续介质理论，能够定量地描述组织尺度手性排列的形成与反转。在具有空间变化曲率的基底上，局部曲率梯度能够组织形成具有图案化特征的多细胞结构，同时保持整体旋向的一致性。曲率还与成肌状态相关：较高曲率与分化程度降低或分化延迟相关。综上，这些发现揭示了复杂几何形状如何塑造活体组织的排列、对称性与细胞状态。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.25.747076v1?rss=1

🏷️ 表面曲率 成肌细胞 组织手性 集体细胞迁移 肌动蛋白细胞骨架 成肌分化