細(xì)胞動(dòng)力學(xué)讀書(shū)會(huì) | 第四期：腸類(lèi)器官生長(zhǎng)發(fā)育模型與應(yīng)用

導(dǎo)語(yǔ)

近100年來(lái)，個(gè)體發(fā)育學(xué)與生物學(xué)經(jīng)歷了緩慢而不同尋常的發(fā)展，它們從最初以歷史性的特征描述到物理學(xué)視角下的機(jī)制探討，這一研究范式的轉(zhuǎn)變帶來(lái)了生物學(xué)的重大突破性進(jìn)展。如何理解類(lèi)器官的形態(tài)？它是否存在于某個(gè)“可能形態(tài)空間”之中？我們能否預(yù)測(cè)類(lèi)器官的形態(tài)轉(zhuǎn)換條件？

本期讀書(shū)會(huì)為細(xì)胞動(dòng)力學(xué)讀書(shū)會(huì)第四期，燭龍生物醫(yī)藥科技有限公司技術(shù)部負(fù)責(zé)人王艷將在本期將以腸類(lèi)器官為例從物理學(xué)和生物學(xué)雙重視角下解讀腸類(lèi)器官的形態(tài)發(fā)生。

集智俱樂(lè)部聯(lián)合北京師范大學(xué)大學(xué)教授李輝，中科院理論物理學(xué)所副研究員王維康、西湖大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士后韋曉慧以及燭龍（上海）生物醫(yī)藥科技有限公司王艷博士共同發(fā)起「」，嘗試從單細(xì)胞數(shù)據(jù)中重構(gòu)細(xì)胞的動(dòng)力學(xué)，以揭示細(xì)胞狀態(tài)轉(zhuǎn)化的普遍特性和機(jī)制；通過(guò)分享經(jīng)典文獻(xiàn)與最新研究進(jìn)展，希望在數(shù)據(jù)、模型和生物過(guò)程間，建立起一種可以反復(fù)檢驗(yàn)、不斷驗(yàn)證的動(dòng)態(tài)關(guān)系。

報(bào)告簡(jiǎn)介

類(lèi)器官是一個(gè)復(fù)雜的生物系統(tǒng)，是工程化的干細(xì)胞3D組織培養(yǎng)物，能夠自我更新和自組織為大量祖細(xì)胞和分化細(xì)胞。它提供了一個(gè)更接近體內(nèi)器官的組織結(jié)構(gòu)，更適合體外復(fù)制出信號(hào)通路。因此，類(lèi)器官技術(shù)已經(jīng)作為連接細(xì)胞與組織/器官水平的重要生物模型的工具。

與實(shí)驗(yàn)體系相比，從數(shù)學(xué)建模的角度，它的優(yōu)勢(shì)在于具有明確的初始條件，以及可量化的力學(xué)性質(zhì)，并且能夠定量描述其與培養(yǎng)環(huán)境之間的相互作用。但目前類(lèi)器官計(jì)算性描述還存在許多尚待完善的地方。

本次報(bào)告回顧了關(guān)于腸類(lèi)器官生長(zhǎng)發(fā)育的模擬框架；從構(gòu)建培養(yǎng)，功能檢測(cè)不同角度，揭示在腸類(lèi)器官發(fā)育形成過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)驅(qū)動(dòng)、預(yù)測(cè)以及腸類(lèi)器官模型的應(yīng)用；顯示出數(shù)學(xué)模型與計(jì)算性描述在類(lèi)器官生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)的優(yōu)勢(shì)、預(yù)測(cè)效力與局限。

分享大綱

1. 形態(tài)學(xué)與類(lèi)器官發(fā)展史

2. 腸類(lèi)器官發(fā)生的數(shù)學(xué)模型與生物學(xué)驗(yàn)證

3. 腸類(lèi)器官模型的應(yīng)用

核心概念

類(lèi)器官，干細(xì)胞，形態(tài)發(fā)生，數(shù)學(xué)模型，動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)

主講人介紹

主講人：王艷，藥理學(xué)博士。本科階段攻讀臨床醫(yī)療專(zhuān)業(yè)，2015-2021年在中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)研究院攻讀藥理學(xué)博士。曾就職于上海醫(yī)藥工業(yè)研究院細(xì)胞生物類(lèi)器官工程實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)任燭龍生物醫(yī)藥科技有限公司技術(shù)部負(fù)責(zé)人，主要負(fù)責(zé)類(lèi)器官模型構(gòu)建與生物打印研發(fā)工作。

參考文獻(xiàn)

1. Montes-Olivas, S., L. Marucci, and M. Homer, Mathematical Models of Organoid Cultures. (1664-8021 (Print)).

2. Serra, D., et al., Self-organization and symmetry breaking in intestinal organoid development. (1476-4687 (Electronic)).

3. Almalla, A., et al., Hydrogel-Integrated Millifluidic Systems: Advancing the Fabrication of Mucus-Producing Human Intestinal Models. Cells, 2024.13(13).

時(shí)間信息

2026年3月6日（周五）晚19:30-21:30，騰訊會(huì)議線上進(jìn)行，微信視頻號(hào)+集智俱樂(lè)部B站號(hào)同步直播，感興趣的朋友掃碼報(bào)名加入細(xì)胞動(dòng)力學(xué)讀書(shū)會(huì)后，可進(jìn)入學(xué)員群進(jìn)行交流。

直播信息

報(bào)名讀書(shū)會(huì)：

「細(xì)胞動(dòng)力學(xué):基因網(wǎng)絡(luò)、群細(xì)胞、組織形態(tài)與發(fā)育」

由李輝、王維康、韋曉慧三位學(xué)者及王艷博士共同發(fā)起，并沿兩條主線展開(kāi)：一是探討細(xì)胞命運(yùn)、多穩(wěn)態(tài)等理論核心；二是結(jié)合單細(xì)胞測(cè)序、時(shí)序推斷等方法，學(xué)習(xí)如何將靜態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為動(dòng)態(tài)模型。

中將融合物理學(xué)、復(fù)雜科學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)，從Waddington景觀、自組織臨界，到反應(yīng)-擴(kuò)散模型與類(lèi)器官實(shí)驗(yàn)，繪制一幅理解細(xì)胞命運(yùn)與群體動(dòng)力學(xué)的連貫地圖。

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