设计一个可计算的表皮质体,用于发展毒性的模型建模

科学领域:

• 计算生物学是一种计算生物学.
• 发展性毒理学 发展性毒理学
• 胚胎学 胚胎学

背景情况:

• 产前化学风险评估传统上依赖于动物试验,这有局限性.
• 使用体外分析的新方法 (NAM) 缺乏完整胚胎发育的关键方面.
• 了解早期胚胎自我组织是评估发育危害的关键.

研究的目的:

• 开发一个胚胎盘的可计算模型来模拟中皮层发育.
• 通过计算模拟来研究化学扰动对胚胎发育的影响.
• 为开发性毒性测试提供一种新的in silico方法.

主要方法:

• 使用CompuCell3D设计了一个胚胎盘的计算模型.
• 模拟的上皮-介质细胞过渡 (EMT) 和介质皮域自我组织.
• 通过BMP4-NODAL-WNT信号传输和自主Hox时钟来建模中皮的命运.

主要成果:

• 该模型从数量上预测了细胞水平的间皮性命运和发育结果.
• 模拟的干扰 (例如,电子淘汰赛,改变信号) 产生了"网络形态者",反映了实验观察.
• 特定的干扰影响后半皮体的大小和规格,与已知的生物学相一致.

结论:

• 开发的计算模型作为发展危险评估的基本工具.
• 它将体外化学生物活性数据与风险评估的胚胎学原则相结合.
• 该模型能够进行定量模拟,以对早期发育中毒性的概率预测.