細胞動力學讀書會 | 第三期：細胞力學通訊及自組織行為調控

導語

在傳統的認知中，細胞的生命活動主要受生化因素調節。近年來的前沿研究發現，細胞物理微環境通過力學信號傳導，深度調控免疫應答、神經連接及腫瘤演進等關鍵生命過程，為疾病機制研究和精準醫療提供了全新的物理學范式。本期讀書會為細胞動力學讀書會第三期，中國科學院理論物理研究所副研究員樊琪慧將在本期分享她關于細胞力學感知與三維微環境建模的最新研究進展，與大家共同探討物理因素如何重塑我們對細胞行為的理解。

集智俱樂部聯合北京師范大學大學教授李輝，中科院理論物理學所副研究員王維康、西湖大學生命科學學院博士后韋曉慧以及燭龍（上海）生物醫藥科技有限公司王艷博士共同發起「」，嘗試從單細胞數據中重構細胞的動力學，以揭示細胞狀態轉化的普遍特性和機制；通過分享經典文獻與最新研究進展，希望在數據、模型和生物過程間，建立起一種可以反復檢驗、不斷驗證的動態關系。

報告簡介

在傳統的認知中，細胞的生命活動主要受生化因素調節。然而，近年來的前沿研究發現，細胞所處的物理微環境（如力學強度、幾何形狀等）同樣扮演著指揮官的角色。研究人員通過跨學科協作，將物理學的精密測量與建模引入生命科學。利用先進的水凝膠微加工技術，構建可調控的三維體外微環境模型。不僅首次揭示了胞外基質如何像“光纖”一樣輔助力學信號實現細胞間的長程通訊，還發現了物理因素對免疫細胞運動模式、神經精準連接輔助功能及細胞群體自組織行為的深層調控機制。這些發現不僅刷新了我們對細胞遷移、神經發育及癌癥演變的認知，更為從物理學視角理解生理病理過程、開發新型精準醫療方案開辟了全新路徑。

分享大綱

1.細胞對相互作用-腫瘤免疫

2.細胞網絡-神經元精準對接

3.細胞集群-自組織修復

核心概念

破解生命密碼的新維度：物理微環境如何“指揮”細胞行為？

主講人介紹

主講人：樊琪慧，2009年獲中國科學技術大學生命科學學士學位，2015年獲美國夏威夷大學博士學位，2015年至今于中科院物理所承擔博士后、副研究員工作。開展的研究工作包括基于微流控技術以及天然水凝膠材料構建三維細胞培養模型、器官芯片等，用于模擬體內復雜微環境；同時在細胞、分子層面對微環境中的生物芯片模型進行追蹤成像和物理調控，關注于三維微環境中力學信號對神經和腫瘤免疫等方面的細胞功能影響。結合物理、生命科學、工程等多學科領域的技術方法和理論，注重原始創新和開展高水平的研究工作。

參考文獻

1. Chen Yang, Xinrui Dong, Bingrui Sun, Ting Cao, Ruipei Xie, Yiyu Zhang, Ziyue Yang, Jing Huang, Ying Lu, Ming Li, Xiaochen Wang, Ye Xu, Fangfu Ye, and Qihui Fan, Physical immune escape: Weakened mechanical communication leads to escape of metastatic colorectal carcinoma cells from macrophages. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024. 121(22): p. e2322479121.

2. R. P. Xie, X. Y. Yu, T. Cao, C. Yang, Y. Y. Zhang, X. C. Wang, Y. J. Liu, S. M. Duan, F. F. Ye, and Q. H. Fan, Fibrous Viscoelastic Extracellular Matrix Assists Precise Neuronal Connectivity. Advanced Functional Materials, 2023. 33(36): p. 2301926.

3. Q. Fan, Y. Zheng, X. Wang, R. Xie, Y. Ding, B. Wang, X. Yu, Y. Lu, L. Liu, Y. Li, M. Li, Y. Zhao, Y. Jiao, and F. Ye, Dynamically Re-Organized Collagen Fiber Bundles Transmit Mechanical Signals and Induce Strongly Correlated Cell Migration and Self-Organization. Angew Chem Int Ed Engl, 2021. 60(21): p. 11858-11867.

時間信息

2026年2月27日（周五）晚19:30-21:30，騰訊會議線上進行，微信視頻號+集智俱樂部B站號同步直播，感興趣的朋友掃碼報名加入細胞動力學讀書會后，可進入學員群進行交流。

報名讀書會：

「細胞動力學:基因網絡、群細胞、組織形態與發育」

由李輝、王維康、韋曉慧三位學者及王艷博士共同發起，并沿兩條主線展開：一是探討細胞命運、多穩態等理論核心；二是結合單細胞測序、時序推斷等方法，學習如何將靜態數據轉化為動態模型。

中將融合物理學、復雜科學與系統生物學，從Waddington景觀、自組織臨界，到反應-擴散模型與類器官實驗，繪制一幅理解細胞命運與群體動力學的連貫地圖。

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