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活性皮层组织细胞的非平衡结构组织
结题报告
批准号:
11974175
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
马余强
依托单位:
学科分类:
软凝聚态与生物物理
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
马余强
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中文摘要
理解皮层组织细胞集体运动行为的物理机制有助于深入了解胚胎发育、癌细胞扩散、伤口愈合等生命现象。复杂的细胞集体动力学行为,如集体迁移、涡旋、结构形成、组织发育等为建立有效的非平衡理论与模型提出新挑战。本项目主要选择上皮层组织细胞体系为研究对象,运用并发展活性物质非平衡动力学模拟与理论方法,如自驱动Voronoi模型、Boltzmann-Ginzburg-Landau理论等,研究皮层组织的细胞集体行为的物理机制。研究细胞的形状极性、手性、记忆效应等单细胞性质对如何影响组织水平的集体行为,如集体迁移,结构形成和相变等;探索皮层组织细胞的创口形貌、细胞迁移速度、细胞外基质的性质等对愈合速率及伤口附近力分布等影响;探索皮层组织细胞的缺陷动力学如何影响细胞凋亡、移除等事件的机理。项目实施将有助于解释和预言生命体系多尺度行为。而细胞组织作为一个典型的非平衡系统,也为研究非平衡统计物理提供一个很好的平台。
英文摘要
Understanding the mechanisms of collective behavior in epithelial tissues sheds light on a better understanding of biological phenomena, such as embryo development, cancer spreading, wound healing and so on. Complicated collective dynamics of cells, for instance, collective migration, vortex motion, pattern formation, tissue developing, and so on, pose new challenges in constructing effective non-equilibrium theories and models. Choosing epithelial tissues as the main research object, we investigate the physical mechanisms of collective behavior in cell populations, by utilizing and developing extensive non-equilibrium models and theories, such as self-propelled Voronoi model (SPV) and Boltzmann-Ginzburg-Landau hydrodynamic theory and so on. In particular, we study how the properties at the single cell level, such as polarity of cell shapes, charity and memory effects, affect the collective behavior at the tissue level, such as collective migration, pattern formation, phase transition and so on. Besides, we try to study the impact of wound morphology, migration speed and properties of extracellular matrix on the wound healing rate and distributions of force in the process of wound healing. Furthermore, we explore the mechanism how the dynamics of topological defects in epithelial tissues dictate cell apoptosis and extrusion. The implementation of the project will help to explain and predict the behavior of living systems at multiple length scales. In contrary, as a typical system far from thermodynamic equilibrium, the cell tissues also provide a good stage for the research of non-equilibrium statistical physics.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1021/acs.jpcb.2c08618
发表时间:2023-05
期刊:The journal of physical chemistry. B
影响因子:--
作者:Ye-Peng Qiao;Chun-Lai Ren;Y. Ma
通讯作者:Ye-Peng Qiao;Chun-Lai Ren;Y. Ma
Numerical study of dynamic zigzag patterns in migrating epithelial tissue
迁移上皮组织动态之字形模式的数值研究
DOI:10.1007/s11433-021-1778-y
发表时间:2021
期刊:Science China Physics, Mechanics & Astronomy
影响因子:--
作者:L. Cai;Wenjie Ji;Jie Luo;Qun;Yu
通讯作者:Yu
DOI:10.1021/acs.langmuir.9b03945
发表时间:2020
期刊:Langmuir
影响因子:3.9
作者:Huang Tian-Chen;Zhou Xing-Ping;Ren Chun-Lai;Zhan Peng;Ma Yu-Qiang
通讯作者:Ma Yu-Qiang
DOI:--
发表时间:2021
期刊:Physical Review Letters
影响因子:--
作者:Yu Duan;Benoît Mahault;Yu-qiang Ma;Xia-qing Shi;Hugues Chate
通讯作者:Hugues Chate
A tumor-microenvironment-responsive nanomaterial for cancer chemo-photothermal therapy.
用于癌症化学光热治疗的肿瘤微环境响应性纳米材料
DOI:10.1039/d0ra04171h
发表时间:2020-06-08
期刊:RSC advances
影响因子:3.9
作者:
通讯作者:
理论物理专款:复杂系统理论物理中心
  • 批准号:
    12247102
  • 项目类别:
    专项项目
  • 资助金额:
    300.00万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    马余强
  • 依托单位:
纳米颗粒超选择性靶向细胞的多价配体-受体作用机制
  • 批准号:
    12174184
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    马余强
  • 依托单位:
微环境下膜力学性质调控的金纳米棒吸附及内化动力学
  • 批准号:
    11774147
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    74.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    马余强
  • 依托单位:
复杂纳米颗粒与仿生物膜相互作用的物理机理
  • 批准号:
    11474155
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    95.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    马余强
  • 依托单位:
复杂大分子可控组装的理论和模拟
  • 批准号:
    91027040
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    280.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    马余强
  • 依托单位:
界面诱导生物膜/内嵌物复合体系的再组织
  • 批准号:
    10974080
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    42.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    马余强
  • 依托单位:
聚合物刷/均聚物界面特性以及界面诱导的胶体二维自组装
  • 批准号:
    20674037
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    29.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    马余强
  • 依托单位:
复杂流体在受限下的相有序行为
  • 批准号:
    10574061
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    27.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    马余强
  • 依托单位:
软凝聚态物质研究
  • 批准号:
    10334020
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    180.0万元
  • 批准年份:
    2003
  • 负责人:
    马余强
  • 依托单位:
聚合物和复杂流体
  • 批准号:
    90103035
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2001
  • 负责人:
    马余强
  • 依托单位:
国内基金
海外基金