细胞的生长与活跃迁移之间的相互作用在生长细胞群体的空间混合中发挥着至关重要的作用。这一联系为理解细菌群体和肿瘤动态提供了新的方法。
细胞的生长与活跃迁移之间的相互作用在生长细胞群体的空间混合中发挥着至关重要的作用。这一联系是由马克斯·普朗克动力学与自组织研究所（MPI-DS）生命物质物理学部的科学家发现的。他们的研究结果为理解细菌群体和肿瘤的动态提供了新的方法。
主动迁移的能力是活体物质（如细胞）的一种基本特性。MPI-DS的科学家们研究了这种运动如何与整个群体的生长相互作用，这可以在多种细胞聚集体中观察到。当组织、细菌群体、实验室中的细胞培养或肿瘤中的细胞不断分裂并占据越来越多的空间时，就会发生这种生长。
研究人员在一个最小的计算机模型中重现了这一场景，模型模拟了一个生长的三维细胞群体，并给予细胞一定的力量以主动移动，这种能力被称为运动性。在他们的模拟中，他们发现更频繁的细胞分裂以及更快的生长会限制细胞的运动，导致群体的混合减少。在这种情况下，即使细胞具有移动的潜力，单个细胞几乎没有迁移可见。
“令人惊讶的是，我们发现运动性有一个相对明显的阈值，在此阈值以下，群体的生长几乎完全抑制了细胞的迁移，”研究的第一作者托尔本·苏恩克尔（Torben Sunkel）说。当运动性与生长率的某一比例被超越时，细胞才开始通过组织移动。在生物学中，已知细胞可以根据生化信号或其他机制开启或关闭其运动性。“但是在我们的模型中，转变完全是由于机械相互作用自发产生的 — 这是许多个体部分相互作用产生集体行为的典型例子，”研究的资深作者、MPI-DS生命物质物理学部的组长菲利普·比蒂希（Philip Bittihn）强调。正如研究人员所发现的，这种行为的原因有两个方面：首先，细胞分裂和生长导致群体内部空间不足，从而通过机械接触直接阻止运动。其次，群体的快速空间扩展意味着细胞必须移动更远，这使得任何现有的运动变得不那么有效。
细胞群体如何组织和构建自身在多个领域都很重要。因此，该研究也可能为实验和医学研究提供新的切入点 — 例如用于细菌群体、创伤愈合过程、组织工程或癌症研究。
