计算生物学
发育危害评估是妊娠期化学物质风险评估的重要组成部分。妊娠动物产前测试所得的毒理学结局源于复杂的化学—生物学相互作用。尽管基于人体细胞体外生物活性谱的新方法学（New Approach Methods, NAMs）为替代动物试验提供了有前景的方案，但这类检测中的大多数缺乏完整胚胎所具有的细胞空间位置信息、物理约束以及区域组织结构。
在此，我们在 compucell3d.org 建模环境中构建了一个可完全计算的胚盘模型，用于模拟上胚层细胞的上皮—间充质转化以及中胚层结构域（脊索中胚层、旁轴中胚层、侧板中胚层、后部/胚外中胚层）的自组织。模型中的细胞命运由受形态发生信号（例如 FGF、WNT、ATRA、CDX）驱动的自主性同源异型盒（HOX）时钟决定。运行该模型可基于已知胚胎发生过程，对中胚层亚群体及扰动后果进行细胞层面的定量计算。
例如，对控制网络进行合成扰动可产生与实验性小鼠胚胎学结果相映照的表型改变（cybermorphs）：FGF4、FGF8 和 BMP4 信号分别降低 50% 时，后部中胚层群体分别减少 86%、98% 和 59%；而 ATRA 暴露也导致该群体减少 78%。该模型能够将针对特定分子靶点的体外化学生物活性数据与已知胚胎学知识相整合，以检验机制真实性并对发育改变进行定量预测。
📄 原文链接：https://doi.org/10.20944/preprints202309.2097.v1
🏷️ 发育毒性 胚胎建模 CompuCell3D 上皮-间充质转化 中胚层分化 计算机模拟