hESC包括但不限于衍生自胚胎植入前的胚泡的那些，例如，如通过汤姆森（Thomson) 等人，在美国专利号6, 200, 806中所述的。当前在US和UK干细胞库中可获得多个hESC 系。使用的hESC可包括三个hES细胞系，即WA01、WA07、和WA09中任一个。先前的工 作已经建立以下，对暴露于具有已知人致畸性结果的化合物之后hES细胞消耗的培养基 的非靶向的基于代谢组学的评价产生了如下预测性特征，这些特征可被用作发育毒性筛 选（克莱因斯特瑞乌尔（Kleinstreuer)等人，2011，毒理学与应用药理学（Toxicol Appl Pharmacol) ;257:111-121 ;和韦斯特（West)等人，2010,毒理学与应用药理学（Toxicol Appl Pharmacol) ;247:18-27,将其每个以其全部内容结合在此）。
[0049] 人诱导多能性干细胞（iPS)细胞是通过诱导某些基因的强制表达而人工地衍生 自一种非多能性细胞（典型地一种成年体细胞）的多能性干细胞的一个类型。在许多方面 例如某些干细胞基因和蛋白的表达、染色质甲基化模式、倍增时间、胚状体形成、畸胎瘤形 成、有生活力的嵌合体的形成、以及效能和可分化性，iPS细胞被认为与天然多能性干细胞 (例如胚胎干细胞）是一致的。iPS细胞可获得自例如成年组织（例如，如获得自骨髓的细 胞）和通过孤雌生殖获得（参见，例如，弗罗纳（Vrana)等人，2003,讨论会（Colloquium); 100,增刊 1:11911-11916)。
[0050] 人胚状体是衍生自人胚胎干细胞的细胞的聚集物。细胞聚集是通过悬滴、非组织 培养处理板或转瓶上的铺板强加的；任一方法都防止细胞免于附着至一个表面以形成典型 的菌落生长。在聚集时，分化起始，并且该细胞开始（至一个受限的程度）重演胚胎发育。 胚状体是由来自所有三个胚层：内胚层、外胚层和中胚层的细胞组成的。
[0051] 本发明的这些细胞可包括hSLC衍生的谱系特异性细胞。如此处使用的术语"hSLC 衍生的谱系特异性细胞"、"干细胞祖先"、"谱系特异性细胞"、"hSLC衍生的细胞"和"分化 的细胞"意在囊括从hSLC分化的谱系特异性细胞，以使得该细胞定向分化为一个具有减弱 的多能性的特异性谱系。例如，hSLC衍生的谱系特异性细胞衍生自hSLC，并已进入一个特 异性的细胞谱系，但相对于该特异性谱系内的细胞类型仍保留了多能性。该hSLC衍生的谱 系特异性细胞可包括例如，神经干细胞、神经前体细胞、神经细胞、心脏干细胞、心脏前体细 胞、心肌细胞等。在一些实施例中，这些hSLC衍生的谱系特异性细胞相对于最终细胞类型 保留未分化。例如，神经元干细胞衍生自hSLC，并且已分化足以定向为神经元谱系。然而， 该神经元前体保留"干性"，其中它保留了发育至任何类型的神经元细胞的可能性。额外的 细胞类型包括末端分化的细胞，这些末端分化的细胞衍生自hESC或谱系特异性前体细胞， 例如神经细胞。
[0052] 在本发明的这些方法的情况下，可以使用本领域中众所周知的细胞培养方法培 养hSLC，这些方法包括例如在以下各项中披露的方法：路德维格（Ludwig)等人（2006,自 然方法（NatMethods) ;3:637-46)、美国专利申请序列号11/733, 677( "用于使用人胚胎干 细胞对药物化合物和其他化合物的毒性进行评估的试剂和方法（Reagents and Methods for Using Human Embryonic Stem Cells to Evaluate Toxicity of Pharmaceutical Compounds and other Compounds) "）、PCT/US2011/029471 和美国专利申请序列号 13/069, 326 ("使用人干细胞样细胞和代谢组学预测药品的人发育毒性（Predicting Human Developmental Toxicity of Pharmaceuticals Using Human Stem-Like Cells and Metabolomics) "）以及此处所述的那些中的任一个。
[0053] 在本发明的一些方面，在暴露于一种测试化合物之前和/或在过程中，hSLC维持 在未分化的状态。在本发明的一些方面，可在不存在一种饲养细胞层的情况下在暴露于一 种测试化合物过程中培养hSLC和/或在此类暴露之前将其培养于饲养细胞层上。
[0054] 本发明的方法描述了在细胞代谢上的改变，这是在化合物暴露之后在来自hSLC 的消耗的细胞培养基中测量的。该培养基的代谢足迹是对细胞代谢（被称为"分泌蛋白质 组"）的功能性测量。该分泌蛋白质组是指在细胞培养之后存在于该消耗的培养基（此处 其也可被称作"细胞培养上清"、"培养上清"、"上清"、"细胞上清"、"细胞培养基"、"培养基 (culture media)"、"细胞培养基"、"培养基（media)"、或"培养基（medium)"）上的代谢物。 该分泌蛋白质组包括培养基组分、代谢物跨质膜被动和主动运输、溶胞时细胞内代谢产物 释放、以及通过酶的细胞外代谢产生的那些。相对于未处理的培养物，通过测试化合物暴露 引出的该分泌蛋白质组的改变产生毒性的一个代谢特征。由于如下用于描述细胞培养基的 若干独特的品质，测量该分泌蛋白质组：非常容易可再现性地采样，需要最小的处理以平息 代谢，该处理未毁坏细胞，这些细胞可以然后被用于其他测定，它能经得起高-通量评价， 以及归因于代谢物随着时间的推移而积累可测量强信号。在化合物暴露之后测量代谢改变 的能力已鉴定与人发育的破坏相关的新生物标记物，并且提供机会以开发基于这些改变的 发育毒性的高预测性模型。
[0055] 代谢物包括但不限于糖、有机酸、氨基酸、脂肪酸、激素、维生素、寡肽（少于约100 个氨基酸的长度）、及其离子片段。在一些方面，代谢物在分子量上少于约3000道尔顿，并 且具体地从约50至约3000道尔顿。
[0056] 在本发明的情况下，可测定在存在一种测试化合物的情况下培养的hSLC中代谢 物的倍数改变，与在不存在该致畸化合物的情况下培养的hSLC的情况进行比较。一种致畸 化合物的代谢影响是指在存在该致畸化合物的情况下培养的hSLC中一种或多种代谢物与 在不存在该致畸化合物的情况下培养的hSLC的情况（或在一些方面，在存在一种已知非致 畸化合物的情况下培养的hSLC)进行比较的差异。一种代谢物可被有差异地表达，例如，当 暴露于一种致畸化合物时一种代谢物的表达可被增加或降低。
[0057] 在一些方面，可测定在存在一种测试化合物的情况下培养的hSLC中两种代谢物 的倍数改变的比率，与在不存在该致畸化合物的情况下培养的hSLC的情况进行比较。例 如，在本发明的情况下，已确定，鸟氨酸与胱氨酸、不对称二甲基精氨酸（ADM)与胱氨酸、 和/或胱硫醚与胱氨酸的倍数改变的变化比率可预测一种测试化合物的发育毒性/致畸 性。在确定一种化合物的发育毒性时可利用这些比率中的任一个、两个或所有三个。
[0058] 在本发明的情况下，相对于未处理的培养，通过测试化合物暴露引出的该分泌蛋 白质组的改变产生一个代谢特征，可使用该代谢特征用于测量细胞活力。如在细胞培养之 后在消耗的培养基中测量的细胞代谢的改变是细胞健康的一个功能性测量。相对于未处理 的培养物，通过暴露于一种测试药剂引出的该分泌蛋白质组的改变产生一个代谢特征，可 使用该代谢特征来推断一种细胞培养物内存在的代谢上有生活力细胞的数目。此处所述的 分泌代谢物中的一种或多种可被用于推断有生活力细胞的数目，相对于在一种参照培养物 "对照组"中的细胞数目。这些代谢物可被用于确定一种细胞培养物内有生活力的细胞的数 目而不需要毁坏或影响该细胞。这些代谢物可被用作对活力的新的测量，该测量不需要破 坏生长中的细胞。
[0059] 在本发明的情况下，相对于未处理的培养物，通过暴露于一系列浓度的一种测试 化合物引出的分泌蛋白质组的改变可被用于确定一种测试化合物为致畸性时所处的浓 度。一种化合物的致畸可能性与暴露于该胎儿的水平相关。因此，取决于该暴露水平， 一种化合物可被认为是致畸和非致畸性的。例如，以美国食品和药物管理局（FDA)最大 推荐每日限额（RDA;8,000IU)或更低摄取视黄醇（维生素 A)对发育中的胎儿不具有不 利影响。然而，高剂量的视黄醇（>25,000IU/day)已显示引起畸形，这与在实验动物和 人两者中13-顺视黄酸暴露之后看到的那些相似（畸形学学会（Teratology Society)， 1987，"畸形学学会意见书：对孕期维生素 A使用的建议（Teratology Society position paper:recommendations for vitamin A use during pregnancy) "，畸形学（Teratology)； 35:269-275)〇
[0060] 在一些方面，可在对应于其IC50或EC50剂量水平的浓度、在对应于其循环剂量的 浓度、在对应于母体循环中情况的浓度和/或在对应于该测试化合物的人治疗C max的浓度 测试一种化合物的致畸性。此种给药概括了对体内发育中的人胚胎的暴露水平和给予化合 物对人发育的有毒或致畸影响。
[0061] 在一些方面，一种化合物的致畸性可经一系列浓度的该测试化合物进行测试。这 样一个范围可包括，例如，约0. 04 μ M至约300 μ M、约4 μ M至约30, 000 μ M、和约0. 0001 μ M 至约10 μ Μ。这样一个范围可包括例如，一个连续稀释，例如，五、六、七、八、九、十、或更多次 稀释。此类稀释可以是，例如，二倍、三倍、四倍、五倍、十倍、或更多。
[0062] 在本发明的情况下，可依照细胞活力数据，利用个体代谢物和/或倍数改变的比 率用于预测发育毒性。此处所述的快速预测（quickPredict)方法将九点剂量曲线的基于 细胞培养的评价与一个代谢指数组合，以预测一种测试药剂可在七天时间框架内展现发育 毒性和细胞毒性的剂量。这个测定工作流表示通量超过传统的基于'组学'计算途径的显著 五倍增加。在之前所述的devTox测定（参见，例如，PCT/US 2011/029471和美国专利申请 序列号13/069, 326 ("使用人干细胞样细胞和代谢组学预测药物的人发育毒性（Predicting Human Developmental Toxicity of Pharmaceuticals Using Human Stem-Like Cells and Metabolomics)"，韦斯特（West)等人，2010,毒理学与应用药理学（Toxicol Appl Pharmacol) ;247 (I) : 18-27,和克莱因斯特瑞乌尔（Kleinstreuer)等人，2011，毒理学与应 用药理学（Toxicol Appl Pharmacol) ;257(1) : 111-121)中，将干细胞以两步给予一种测试 化合物，（1)在针对细胞活力测量的多个浓度，确定针对代谢组学研宄的最佳剂量水平，其 提供最大代谢响应与最小细胞死亡，以及（2)然后在确定最好浓度后，将新一批的细胞以 衍生自该最佳浓度和IC 5tl的3个浓度进行给药，收集该培养基用于LC-MS分析（使用ESI 阳性和ESI阴性离子化极性两者）。在本发明的快速预测方法中，从包含在多种浓度给药的 细胞的第一步96孔板收集培养基，并直接在质谱仪上使用短的多的LC梯度(6. 5分钟对比 前述方法的23分钟），仅使用阳性极性ESI进行分析。在一些方面，该快速预测方法可利用 沃特斯Acquity UPLC BEH Amide 2. Ix 501. 7uM柱，而不是更长的菲罗门 Luna HILIC IOOx 3mm I. 7uM柱。可在18小时中针对两个96孔板（对应于2种测试化合物）获取LC-MS数 据。
[0063] 在一些方面，除了约1之外的倍数改变比率指示了该测试化合物的致畸性，例如， 大于约1的倍