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科学家通过研究单个和集群细胞，发现组织的迁移行为类似于胶状玻璃。这项由美国哈佛大学工程与应用科学学院和佛罗里达大学合作完成的研究，进一步加深了我们对伤口愈合、癌症转移和胚胎发育等生物学过程的理解。研究结果发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）网络版上。

细胞经常在体内从一个部位迁移到另一个部位。例如，在胚胎发育过程中，三个胚层的细胞需要精确地排列位置，以便未来形成皮肤、肌肉和内脏等器官。同样，在癌症发展过程中，癌细胞会增殖并推开周围正常细胞，实现侵袭和转移。伤口愈合时，新的细胞也需要迁移到受损区域进行修复。

众所周知，细胞通过内部细胞骨架的重排来实现伸缩和分化，从而完成运动。然而，当细胞迁移到特定位置后，它们会停止运动并适应新环境。主要研究人员大卫·韦茨（David Weitz）表示：“我们试图从一个基本观点来认识这一现象，想知道迁移为什么会停止。”

这里提到的“玻璃”并非指窗户上的玻璃，而是一个广义的概念，包括任何非晶态固体物质，它们有时表现为固体，有时又能流动。例如，奶油经过搅拌会发生玻璃态转变成为奶酪，当脂肪乳颗粒密度增加时，奶酪会变成固体。像所有玻璃一样，奶酪在温度升高时会失去形状。随着温度降低，流体和胶体（如奶油）会变得更稠密，接近玻璃态转变，其中的颗粒表现出特定的运动特征。韦茨说：“我们扩大研究范围，取来一些粒子并逐渐增加它们的浓度，直到它们停止运动并变成玻璃。我们对这种现象非常了解。”

活的细胞为系统增添了更多复杂性：它们大小、形状和坚韧度各异；能够分化；对环境有感知；并主动作用于周围环境。韦茨指出：“在这次组织研究中，最令我们惊讶的是，无活性粒子在浓度增加时所表现出的特征，细胞同样具备。本质区别在于，粒子的运动仅由热驱动，而细胞的运动是主动的。”

为了模拟活组织的迁移，研究人员将数千个上皮细胞（狗的肾细胞）接种到含有胶原蛋白的聚丙烯酰胺凝胶上。在显微镜下观察细胞的生长和运动，同时测量单个细胞和群体细胞的运动，以及因增殖引起的密度变化。结果发现，当细胞融合在一起（即细胞间紧密接触）时，它们会像液体一样流动。但当细胞密度增加到一定阈值时，紧密排列的细胞会相互阻碍运动。最终，部分细胞能在细胞群中移动，而另一些则完全无法活动。换句话说，这些细胞就像冷冻的液体或胶体转变成了玻璃。

研究人员托马斯·安杰利尼（Thomas E. Angelini）说：“其中包含的生物过程非常令人惊讶。想象一个伤口模型，大量细胞从融合层中间迁移进来填补空缺。我们的结果表明，伤口中间的细胞低密度区域类似于玻璃在分子状态下的温度升高，引起分子流向热的区域。可以说，伤口是熔化的玻璃。”