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题名细胞伪足断裂的力学行为和微观机制分析
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作者
张一
杨媚
方舟
王乾春
李德昌
季葆华
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机构
浙江大学航空航天学院
国科温州研究院
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出处
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期806-813,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(11932017,12122212)。
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文摘
目的阐明细胞伪足断裂过程中发生的细胞骨架与质膜之间界面破坏的力学机制。方法使用共聚焦显微镜动态成像技术,捕捉伪足断裂过程中肌动纤维与细胞膜的变形行为。基于圆柱面界面破坏理论模型,研究伪足断裂过程中界面破坏的力学机制。基于分子动力学模拟方法模拟伪足断裂过程,并将模拟结果与理论预测结果比较。开发具有拉伸扭转耦合运动性质的肌动纤维有限元模型,模拟分析有无细胞膜包裹下肌动纤维在拉伸载荷下的扭转行为。结果理论分析表明,界面破坏的临界载荷与界面裂纹长度之间存在指数关系,临界载荷随着界面强度的增加而增加。纤维截面尺寸对临界载荷的影响与界面裂纹长度有关,在较短和较长尺寸的裂纹下表现出不同的影响。有限元分析表明,细胞膜约束了肌动纤维拉伸过程中的扭转运动。结论本研究揭示了细胞伪足断裂的力学过程和肌动蛋白纤维与细胞膜界面破坏的力学机制,为探究细胞外囊泡释放等与伪足断裂相关的细胞行为机制提供定量的理论支持。
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关键词
细胞伪足
伪足断裂
界面断裂
肌动纤维
细胞膜
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Keywords
cell pseudopodia
breakage of cell pseudopodia
interface fracture
actin filament
cell membrane
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分类号
R318.01
[医药卫生—生物医学工程]
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