研究透视：Nat Phys-表面张力诱导出芽，驱动肺泡发生

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器官发育，涉及由塑造生长组织的主动机械应力驱动的复杂形状转换。上皮腺形态发生是一个突出的例子，其中圆柱形分支在生长过程中转变为球形肺泡。近日，德国波鸿鲁尔大学Christina H. Scheel，德国慕尼黑路德维希马克西米利安大学Erwin Frey，慕尼黑工业大学Andreas R. Bausch团队在Nature Physics上发文，报道了这种形状转变，是在发育中的人类乳腺类器官，其上皮细胞层内从各向异性张力变为各向同性张力的局部变化引起的。通过将激光烧蚀与光学力推断和理论分析相结合，研究证明了通过与围绕分支轴持续集体旋转的开始相关的细胞重新定向，周向张力以轴向张力为代价增加。这使组织能够局部控制广义瑞利-高原不稳定性Rayleigh–Plateau instability的开始，导致球形组织芽。细胞运动、细胞取向和组织张力之间的相互作用，是一个通用原理，可能会导致其他细胞组织的形状转变。

图 1：人类乳腺类器官的形态取决于与 ECM 的机械相互作用。

图 2：肺泡处于各向同性张力下，圆柱形分支处于轴向偏置张力下。

图 3：肺泡集体旋转。

图 4：具有各向异性张力和 ECM 弹性的流体动力学模型可以解释形状转变。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41567-021-01336-7

https://doi.org/10.1038/s41567-021-01336-7

本文译自“Nature Physics”。

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