上皮组织中细胞分裂的主应力规则及其力学反馈机制

《Nature Communications》：A principal-stress rule for cell division in epithelia

　　**摘要**致密的活性物质在远离平衡态时，必须持续释放内部机械应力，才能保持结构稳定。在上皮组织中，这种释放通过细胞分裂实现，根据赫特维希（Hertwig）百年的经验法则，细胞沿其长轴分裂。我们证明，随着上皮组织的致密化，这一几何规则被一条力学规则所取代：细胞沿各向异性应力的主轴分裂，且独立于各向同性应力状态。利用直接的力测量和应力推断，我们展示了应力方向在不同力学体系中的分裂过程中均起主导作用——从流体样到阻塞的细胞单层，再到结构异质的类器官，且当细胞形态无法预测时，该规则仍保持有效性。这种应力定向的重塑与材料的力学状态互为耦合：各向异性应力加速细胞周期的进程，而分裂则在局部耗散应力，形成一个负反馈回路。这一“主应力规则”提供了一个普遍的力学框架，将活性材料中的内部应力、结构重塑与稳态联系起来。