马克斯·德尔布吕克分子医学中心 癌细胞在糖蛋白条带上移动:这些条带就像夹板一样，可以更好地控制和研究细胞的移动
学分:慕尼黑大学拉德莱实验室 众所周知，细胞速度或细胞移动的速度取决于细胞表面的粘性，但这种关系的精确机制几十年来一直难以捉摸
现在，来自亥姆霍兹协会的马克斯·德尔布吕克分子医学中心和LMU慕尼黑大学的研究人员已经找到了精确的力学原理，并开发了一个数学模型来捕捉细胞运动中所涉及的力
该发现发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上，为发育生物学和潜在的癌症治疗提供了新的见解
细胞运动是一个基本过程，尤其是在发育过程中，当细胞分化成它们的目标细胞类型，然后移动到正确的组织时，这一过程尤为关键
细胞也移动来修复伤口，而癌细胞爬向最近的血管扩散到身体的其他部位
“我们开发的数学模型现在可以被研究人员用来预测不同细胞在不同基质上的行为，”马丁·法尔克教授说，他是医学数据中心数学细胞生理学实验室的负责人，也是这项研究的共同负责人
“精确地了解这些基本运动可以为阻断肿瘤转移提供新的靶点
" 联手锁定 这一发现归功于LMU大学的实验物理学家和医学数据中心的理论物理学家的合作
由约阿希姆·勒德勒教授领导的实验学家们追踪了超过15000个癌细胞在粘性表面上沿着狭窄的通道移动的速度，在那里粘性在低和高之间交替
这使他们能够观察细胞在粘性水平之间转换时发生的情况，这更能代表体内的动态环境
然后是法尔克和贝南·阿米里，共同第一论文作者和博士
D
法尔克实验室的一名学生，利用大数据集开发了一个数学方程，该方程捕捉了影响细胞运动的因素
“以前试图解释细胞迁移和运动的数学模型非常具体，它们只适用于一种特征或细胞类型，”阿米里说
“我们在这里试图做的是尽可能保持简单和普遍
" 这种方法比预期的效果更好:该模型与在LMU收集的数据相匹配，并适用于过去30年中对其他几种细胞类型的测量
“这很令人兴奋，”法尔克说
“你很少能找到一种理论来解释如此大范围的实验结果
" 摩擦是关键 当一个细胞移动时，它会在移动的方向上推出它的膜，在移动的过程中扩大肌动蛋白丝的内部网络，然后剥离它的后端
这种情况发生的速度取决于细胞和其下表面之间形成的粘附键
当没有键时，细胞几乎不能移动，因为肌动蛋白网络没有任何东西可以推开
原因是摩擦力:“当你穿着溜冰鞋时，你不能推汽车，只有当你的鞋子和地面之间有足够的摩擦力时，你才能推汽车，”法尔克说
随着键的数量增加，产生更多的摩擦，细胞可以产生更多的力，移动得更快，直到它变得如此粘，它变得更难拉下后端，再次减慢细胞的速度
研究人员研究了当细胞的前端和后端经历不同程度的粘性时会发生什么
他们特别好奇，想知道当细胞后端比前端更粘时会发生什么，因为那时细胞可能会被卡住，无法产生足够的力来拉动后端
如果粘接更像螺钉，将细胞固定在基底上，情况可能就是这样
起初，法尔克和阿米里在他们的模型中包含了这种类型的“弹性”力，但该方程只适用于摩擦力
“对我来说，最具挑战性的部分是将我的心思缠绕在这个只在摩擦力作用下工作的机制上，”法尔克说，因为细胞没有什么可以牢牢抓住
但正是这种类似摩擦力的力量让细胞保持运动，即使后面的结合比前面强，也会像透明胶带一样慢慢剥离
“即使你用微弱的力拉一点点，你仍然能够剥离胶带——非常慢，但它会脱落，”法尔克说
“这就是细胞如何防止自己被卡住
" 该团队现在正在研究细胞是如何在二维空间运动的，包括它们是如何进行左右急转弯和掉头的
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
