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考虑细胞外基质刚度的神经轴突力学模型

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细胞外基质在神经系统发育和再生过程中起到关键作用,其力学特性的非正常变化与神经系统疾病的发生发展密切相关.神经元利用其轴突末端生长锥感知细胞外基质力学特性,进而产生定向迁移行为.本文通过建立细胞黏附依赖的神经轴突力学模型,探究了细胞外基质刚度影响神经元定向迁移行为的分子机制.通过描述细胞黏附分子结合-解离过程、肌动蛋白激活-收缩及轴突生长等动力学过程,刻画了神经轴突、生长锥及细胞外基质之间的力学相互作用过程.理论结果揭示了不同种类神经元力敏感行为差异性产生的分子机制,阐明了基质刚度对神经轴突生长的影响规律.综上,本文通过建立神经轴突力学模型,对神经元感知细胞外基质刚度的生理行为进行了定量化描述,从力学角度描述了"轴突-生长锥-细胞外基质"相互作用过程,为神经再生和修复提供了潜在理论依据.
A mechanical model of neuron axons considering extracellular matrix stiffness

extracellular matrixgrowth conecell adhesionmechanical modelneuron

刘妍、徐钊、程波、徐峰

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西安交通大学生命科学与技术学院,生物医学信息工程教育部重点实验室,西安710049

西安交通大学仿生工程与生物力学研究所(BEBC),西安710049

细胞外基质 生长锥 细胞黏附 力学模型 神经元

国家重点研发计划国家自然科学基金国家自然科学基金

2021YFE02024001197228012225208

2023

10.1360/TB-2023-0125

科学通报
中国科学院国家自然科学基金委员会

科学通报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.269
ISSN：0023-074X
年,卷(期)：2023.68(21)
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