計算生物學
發育危害評估是妊娠期化學物質風險評估的重要組成部分。妊娠動物產前測試所得的毒理學結局源於複雜的化學—生物學相互作用。儘管基於人體細胞體外生物活性譜的新方法學（New Approach Methods, NAMs）為替代動物試驗提供了有前景的方案，但這類檢測中的大多數缺乏完整胚胎所具有的細胞空間位置資訊、物理約束以及區域組織結構。
在此，我們在 compucell3d.org 建模環境中構建了一個可完全計算的胚盤模型，用於模擬上胚層細胞的上皮—間充質轉化以及中胚層結構域（脊索中胚層、旁軸中胚層、側板中胚層、後部/胚外中胚層）的自組織。模型中的細胞命運由受形態發生信號（例如 FGF、WNT、ATRA、CDX）驅動的自主性同源異型盒（HOX）時鐘決定。運行該模型可基於已知胚胎發生過程，對中胚層亞群體及擾動後果進行細胞層面的定量計算。
例如，對控制網絡進行合成擾動可產生與實驗性小鼠胚胎學結果相映照的表型改變（cybermorphs）：FGF4、FGF8 和 BMP4 信號分別降低 50% 時，後部中胚層群體分別減少 86%、98% 和 59%；而 ATRA 暴露也導致該群體減少 78%。該模型能夠將針對特定分子靶點的體外化學生物活性數據與已知胚胎學知識相整合，以檢驗機制真實性並對發育改變進行定量預測。
📄 原文連結：https://doi.org/10.20944/preprints202309.2097.v1
🏷️ 發育毒性 胚胎建模 CompuCell3D 上皮-間充質轉化 中胚層分化 計算機模擬