人工智能在类器官领域的机遇和应用进展
尤晓宇1,2# 林锴珺1,2# 孙申飞2,3 林鑫华1,2,3* 姜宁1,2*
(1复旦大学生命科学学院类器官中心, 上海 200433; 2粤港澳大湾区精准医学研究院(广州), 广州 511458; 3内蒙古大学生物医学研究院, 呼和浩特 010070)
摘要 :
类器官作为一种可以模拟人体器官结构与功能的三维体外模型, 其遗传背景、细胞组成和功能更接近人类器官, 因此, 避免了动物模型(如小鼠、大鼠)因物种差异导致的药物代谢、毒性反应或疾病机制不匹配的问题, 近年来在疾病研究和个性化医疗中展现出巨大潜力。但其三维结构复杂、数据量庞大, 传统分析方法效率低、主观性强。近年来, 人工智能(artificial intelligence,AI)技术已广泛应用于基础研究、临床诊疗和药物开发等生物医学领域, 为类器官研究带来了全新的变革机遇。该文围绕AI在类器官构建优化、图像和结构识别、药物和治疗靶点筛选以及多模态数据融合解析等方面的应用展开综述, 强调其在提升研究效率、准确性和可重复性方面的优势。尽管仍面临数据标准化不足与模型可解释性有限等挑战, 但AI与类器官技术的融合正逐步成为推动生物医学研究智能化和精准医疗发展的关键路径。
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