在斑马鱼模型中使用基于注意力的卷积神经网络和机器学习来评估诺林黄色的胚胎毒性作用
Magdalena Majdan1, Piotr S Maciąg2, Agata Rogalska1
1Department of Toxicology and Food Science, Faculty of Pharmacy, Medical University of Warsaw, Warsaw, Poland.
Frontiers in pharmacology
|August 18, 2025
概括
这项研究发现,合成食品染料金黄 (QY) 导致斑马鱼胚胎的发育毒性和出生缺陷. 先进的AI模型证实了这些有害影响,突出了与这种常见食品添加剂相关的风险.
科学领域:
- 毒理学 毒理学 毒理学
- 发展生物学 发展生物学
- 计算化学的计算化学
背景情况:
- 合成食品染料,如金氨酸黄色 (QY),在加工食品中广泛使用.
- 人们对这些合成添加剂的潜在毒性和健康风险存在担忧.
- 监管机构和研究人员越来越多地审查食品染料安全性.
研究的目的:
- 通过计算和活体生物模型研究金素黄色 (QY) 的胚胎毒性作用.
- 评估QY可能导致发育性毒性和原性影响的可能性.
- 开发和验证一种人工智能驱动的方法来分析暴露胚胎的形态变化.
主要方法:
- 定量结构活动关系 (QSAR) 分析用于in silico毒性预测.
- 在活体中,丹尼奥雷里奥 (斑马鱼) 胚胎暴露于不同度的QY.
- 发育异常和致命影响的形态评估.
- 卷积神经网络 (CNN) 和转移学习 (TL) 的应用用于图像分析.
主要成果:
- 在 silico 预测表明了克拉斯托基因,生殖毒性和潜在的过敏.
- 在体内研究显示,0.5 mg/mL以上的致命效应,LC50为0.64 mg/mL.
- 观察到的致病性影响包括心周胀,黄囊死和眼睛尺寸缩小.
- 人工智能模型准确地分类了形态变化,证实了QY的毒性.
结论:
- 奎诺林黄色 (QY) 具有显著的胚胎毒性和原性潜力.
- 这项研究提供了强有力的证据,证明QY对早期发育的不良影响.
- 人工智能支持的图像分析为毒性评估提供了一种有效和客观的方法.
