用于 iPSC 培养的随机生物体系之体系建模
分子网络
2023-10-12 v3
摘要
诱导多能干细胞（iPSC）的大规模制造对细胞疗法与再生医学至关重要。然而，iPSC 在悬浮生物反应器中形成大细胞聚集体，导致位于核心的细胞营养供给不足并积累额外代谢废物。由于微环境的细微变化可导致异质性细胞群体，本文提出一种新颖的生物体系之体系（Bio-SoS）框架，以建模细胞间相互作用、空间与代谢异质性，以及细胞对微环境变化的响应。基于随机代谢反应网络、聚集动力学与反应-扩散机制，Bio-SoS 模型刻画了单个细胞、聚集体与细胞群体层面的因果相互依赖。其模块化设计支持数据整合，并改进对不同单层与聚集体培养过程的预测。此外，推导了一种方差分解分析，以量化各因素（如聚集体尺寸）对细胞产物健康与质量异质性的影响。
引用
@article{arxiv.2305.17787,
title = {Stochastic Biological System-of-Systems Modelling for iPSC Culture},
author = {Hua Zheng and Sarah W. Harcum and Jinxiang Pei and Wei Xie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.17787},
year = {2023}
}
备注
50 pages, 11 figures