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Modeling cell migratory persistence through temporal correlations and angular noise
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AI
DOI：10.1371/journal.pone.0349382.png)
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摘要
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细胞的持久迁移是运动行为的基本属性，使细胞能够在适应波动和外部信号的同时保持方向性。这一特性构成了发育、免疫应答和癌症侵袭等基本过程的基础。经典的数学模型为定向迁移提供了关键见解，但它们通常忽略了源自稳定极性和突起动力学的细胞机制所产生的时序相关性。在此，我们介绍了一种基于随机微分方程的基于代理的模型，该模型整合了分数布朗运动，以明确地将细胞轨迹的平移自相关性纳入其中。我们模拟迁移作为角重定向和相关噪声强度的函数。在该框架下，时序相关性稳定了继承自初始条件的轨迹特征，而角重定向引入了变异性，从而能够在随机运动和定向运动之间转换。我们的模拟表明，与由白噪声驱动的模型不同，正相关即使在强角重定向下也能显著增强持久性。此外，Dr和H的组合产生了涌现行为，尤其是在趋化性存在的情况下，持久性和响应性被协同调节。这些结果将相关噪声识别为内在细胞记忆的代理，并提供了一个通用的计算框架来解释迁移行为的多样性和复杂性。
Keyword:
ADHERENS JUNCTION
DYNAMICS
