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Artificial Intelligence Virtual Organoids (AIVOs)
DOI:10.1016/j.bioactmat.2025.12.030.png)
摘要
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类器官平台已重塑体外人类生物学,但仍受限于批次变异性、稀疏的长时程读出和规模化障碍。本文综述介绍了人工智能虚拟类器官(AIVOs),也称为硅基类器官:在计算空间中实例化的类器官规模数字孪生体,以虚拟细胞(必要时为虚拟类器官)作为最小可执行单元。AIVOs将多模态和长时程测量融合为通用状态表示,并使用受生物物理先验约束的虚拟仪器模拟实验和扰动,同时混合机制模块(基于代理、连续体、有限元)捕捉细胞-细胞、细胞-基质及传输动力学。本文定义了概念边界,形式化了数据-模型-交互架构及构建策略,并综合了评估与标准化实践。应用涵盖药物筛选与剂量设计、疾病亚型划分与耐药性图谱、与芯片类器官系统的集成以及临床决策支持。主要挑战包括高质量长时程数据的获取与协调、可扩展计算与模型降维、可解释性与因果推理,以及涉及隐私、安全与公平的治理。虚拟类器官最终提供了一个基于硅基、透明且可复现的桥梁,连接物理类器官与临床实践,实现高通量计算机实验和主动实验设计而无需额外实验负担,并加速精准治疗、机制发现和监管转化。
Keyword:
Artificial intelligence
Virtual organoids
Silicon organoids
Construction
Application
AI总结
对已上传原文的论文进行重点信息的提取,主要内容包括:简要概述、研究摘要、背景介绍、关键亮点、图文解析、展望与总结。
期刊
IF:
20.3
论文数:
2.7K
被引数:
3.2W
机构
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