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形态发生涉及发育组织内同时发生的多种细胞过程之间的协调。在果蝇胚胎发育早期，神经母细胞（neuroblast，NB）内移与胚带延伸（germ band extension，GBE）同时发生，但这些过程是否在机制上相互作用仍不清楚。本文将数学建模与定量活体成像相结合，以探究胚带延伸过程中的组织尺度力学是否会影响神经母细胞内移的动力学。数学模型预测，细胞重排受损所导致的组织流动性降低，应通过增加机械阻力而减缓神经母细胞内移。对细胞插入和胚带延伸受到破坏的突变体进行实验分析显示，组织流动性显著降低。然而，当组织流动性下降时，神经母细胞内移速率总体上仍未受到明显影响。在数学模型中引入细胞内在的肌球蛋白各向异性以及内吞作用—收缩性耦联后，固态样组织中神经母细胞内移的速率得以恢复。因此，我们的研究结果表明，维持内移动力学的是细胞内在机制，而非组织层面的流动性。更广泛而言，这些结果说明，发育系统能够通过使关键细胞事件与组织尺度的力学变异相隔离，实现稳健性。
gerdemci{at}uwo.ca
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形态发生涉及发育组织中多个细胞过程的协调，这些过程会同时发生。在果蝇胚胎发育早期，神经母细胞（NB）内陷与胚带延伸（GBE）同时进行，但这些过程在机制上是否相互作用仍不清楚。本研究结合数学建模与定量活体成像，探究胚带延伸期间的组织力学是否会影响神经母细胞内陷的动态过程。数学模型预测，若细胞重排受损导致组织流动性降低，机械阻力将随之增加，从而减缓神经母细胞内陷。对细胞插入和胚带延伸受阻的突变体进行实验分析后发现，组织流动性显著降低。然而，即使组织流动性下降，神经母细胞内陷速率仍基本不受影响。将细胞内在的肌球蛋白各向异性以及内吞作用与收缩性的耦联纳入数学模型后，模型得以重现类固态组织中的神经母细胞内陷速率。因此，我们的研究结果表明，维持内陷动力学的是细胞内在机制，而非组织层面的流动性。更广泛地说，这些结果揭示了发育系统如何通过使关键细胞事件免受组织层面力学变化的影响，实现稳健性。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
已声明的资助方信息
加拿大卫生研究院，
自然科学与工程研究委员会，
版权
本预印本的版权持有者为作者/资助方；其已授予 bioRxiv 许可，使其可永久展示该预印本。
本文依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议提供
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发布于 2026年8月4日。
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细胞内在动力学指导神经母细胞内移，且不依赖组织流动性
David
Green
,
Ermia
Etemadi
,
Lauren
Enright
,
Rodrigo
Fernandez-Gonzalez
,
Ulrich
Tepass
,
Gonca
Erdemci-Tandogan
bioRxiv
2026.08.03.742586；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.08.03.742586
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细胞内在动力学指导神经母细胞内移，且不依赖组织流动性
David
Green
,
Ermia
Etemadi
,
Lauren
Enright
,
Rodrigo
Fernandez-Gonzalez
,
Ulrich
Tepass
,
Gonca
Erdemci-Tandogan
bioRxiv
2026.08.03.742586；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.08.03.742586
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关键词：神经母细胞内移 · 胚带延伸 · 组织流动性 · 细胞内在动力学 · 肌球蛋白各向异性 · 发育稳健性
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.03.742586v1?rss=1