成纤维细胞划痕实验中伤口愈合的基于主体模型

内容形式：摘要译文

伤口愈合实验广泛用于实验室研究成纤维细胞的迁移和增殖。尽管传统划痕实验能够提供有价值的见解，但其耗时较长、灵活性不足且难以重复。计算模型为在计算机模拟环境中高效且可重复地研究成纤维细胞行为提供了一种途径。我们开发了一种成纤维细胞划痕实验的基于主体的模拟模型，通过将成纤维细胞和细胞外基质（ECM）表示为粒子，对迁移、增殖、接触抑制、细胞-细胞机械相互作用以及细胞外基质进行建模。为验证该模型，我们进行了两项测试：留一法测试，即利用6组成像时间序列校准模型参数，并在剩余1组数据上进行测试；以及预测测试，即利用前24小时的数据校准模型参数，并预测随后66小时的数据。在留一法测试中，对于所有测试的伤口几何形态时间序列，我们的模型均取得了3.34%的平均归一化均方根误差（mean NRMSE），且Pearson相关系数R均大于0.98。在预测测试中，模型以2.08%的NRMSE预测了剩余66小时的伤口闭合过程。这些结果表明，不同几何形态下实验观察到的成纤维细胞伤口愈合行为，可以通过局部的基于主体的规则进行建模。我们的模型为成纤维细胞行为的实验研究和计算机模拟研究提供了一个高效的平台。

关键词：成纤维细胞 · 伤口愈合 · 基于主体模型 · 细胞迁移 · 细胞外基质

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.15.759485v1?rss=1