PNAS：预测细胞行为

表面的曲率决定了生物细胞的迁移行为。它们优先沿着山谷或沟槽移动，而避开山脊。这些发现与马克斯普朗克动力学和自组织研究所(MPI-DS)和魏茨曼科学研究所的贡献一起，产生了一个预测细胞行为的模型。这样的普遍原则现在可以更好地理解免疫细胞和癌细胞的迁移，为新的治疗选择铺平道路。

　　

细胞在体内的迁移是一种基本的生物现象。免疫细胞不断寻找病原体，癌细胞在体内迁移，导致转移。在身体内部，许多表面，如组织、血管或突出物都有弯曲的形状。MPI-DS主任Eberhard Bodenschatz解释说:“我们能够证明这些曲率直接影响细胞的运动模式。”科学家们可以通过实验证明，细胞更喜欢某些弯曲，这种现象被称为“弯曲性”。

为了揭示这一机制，他们创建了一个含有用于运动的活性细胞骨架成分的囊泡的计算机模型。这种结构类似于生物细胞，在体内迁移。“使用这种最小的细胞模型，我们系统地探索了各种曲面上的弯曲机制，”以色列魏茨曼科学研究所的Nir Gov报告说。“模型细胞显示出特定的迁移模式，例如，细胞沿着波浪状的凹槽移动，同时避免沿脊移动，”他继续说。

这一观察结果产生了一种预测细胞行为的新模型。然后用几种细胞类型的实验验证了该模型的预测。因此，科学家们揭示了一种适用于许多不同类型迁移细胞的细胞运动的普遍机制。在诸如血管外表面之类的凸状或管状结构上，细胞倾向于围绕该形状圆周运动。相反，在凹形结构(如血管内)上，轴向向前或向后运动是优选的。

Eberhard Bodenschatz总结道:“我们的工作强调了物理原理是如何塑造普遍行为的，即使在复杂的生物世界中也是如此。”