作者：Pesach Benson • 2026年11月10日

耶路撒冷，2026年11月10日（TPS-IL）——以色列研究人员发现了一种此前未被认识的机制，活细胞可通过该机制产生将彼此相互拉近的力，这为细胞倾向于聚集在一起提供了可能的新解释。这些发现最终可能帮助科学家开发出在实验室培养替代组织的更好方法，从而使需要植皮的重度烧伤患者以及软骨受损的人群受益。

耶路撒冷希伯来大学的阿萨夫·泽梅尔博士（Dr. Assaf Zemel）开发了一个数学模型，展示了相邻细胞如何通过相互响应调节自身的拉力，从而产生额外的吸引力。研究结果表明，细胞的作用不仅限于感知并响应周围环境的机械力：它们的响应还能产生将彼此拉近的力。

了解这些相互作用有助于研究人员设计能够促进细胞组装成有序组织的材料。

细胞被名为细胞外基质的纤维网络所包围，该基质提供结构支撑并传递机械力。当一个细胞拉扯这种材料时，会改变相邻细胞所感受到的物理环境。那些细胞感知到由此产生的变形并调整自身的拉力，这反过来又会影响第一个细胞所承受的力。

尽管科学家早已知晓细胞通过此类机械相互作用进行交流，但泽梅尔研究了当相邻细胞相互响应并持续调整其作用力时会发生什么。

他的数学分析发现，这种相互调节会产生一种额外的短程吸引相互作用。当细胞响应拉伸而增强其拉力时，周围材料中产生的应力往往会将它们拉向彼此。

“吸引我研究这个问题的原因在于，一个关于活细胞的问题引出了分子物理学中一个熟悉的概念：即对外部扰动的刻板细胞响应如何引发细胞间普遍的吸引力，”泽梅尔表示。

“细胞远比分子复杂——它们会主动感知并响应周围环境。将基本的物理原理引入生物学，有助于我们理解这些响应如何将邻近细胞的拉力转化为将细胞聚集在一起的力，”他补充道。

细胞如何聚集在一起

这种机制类似于范德华力，即有助于将物质聚集在一起的分子间微弱引力。然而在泽梅尔的模型中，这种吸引力源自活细胞周围材料的变形以及细胞对这些变化的主动响应。

该模型还可能有助于解释为什么在软表面上培养的细胞通常会聚集成团簇或网络，而在较硬表面上的细胞则可能保持更为分散的状态。

早期的模型预测，当支撑材料具有中等刚度时，细胞间的常规弹性相互作用最强，而随着材料变得非常柔软，这种相互作用会减弱。新发现的吸引力则遵循不同的规律：随着周围材料变软，它会变得更强。

该模型还预测，细胞在相互靠近时可以从排斥转为吸引。即使在距离较远时它们的整体机械相互作用是排斥性的，它们在更近距离上的相互调节也能产生吸引力。

该研究发表在经同行评审的《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences，简称PNAS）上，基于数学分析而非活细胞实验。