ad1

我国数学家为复杂疾病研究提供新思路

来源:人民网2023-10-23 11:23阅读量:19810      

疾病发生发展的影响因素往往错综复杂。如果从网络角度,将每个因素看成一个个“节点”,将它们之间的联系看作一条条“边”,那么人类或许能够从新的角度探究疾病形成的内在机理。

我国数学家为复杂疾病研究提供新思路

10月21日,科技日报记者获悉,北京雁栖湖应用数学研究院教授邬荣领及其带领的统计团队和北京林业大学博士研究生吴双创新运用数学手段,构建了统计物理学网络模型idopNetworks,利用科学家丘成桐及其合作者发展出的GLMY同调理论,分析不同疾病的代谢网络模型,探究各个因素及其相互作用对人类疾病的影响。该研究成果论文近日以“复杂疾病的代谢物理学”为题发表在《美国国家科学院院刊》上,为解析复杂疾病成因、指导复杂疾病治疗及相关药物设计提供了崭新思路。

不同于现有低维度网络模型,该团队构建的统计物理网络模型实现了两大创新。首先,该团队构建了全面、动态的网络模型,将疾病看成一个由许多因子构成的复杂网络系统,通过引入进化博弈论原理,将系统中每一个因子的作用分解成两个组成部分,包括该因子自身的作用,即独立效应,以及共存因子对它的影响,即依赖效应。由此,可清晰地反映每个因子对系统的贡献。随后,团队将独立效应作为“节点”,依赖效应作为“边”,构建出一个全方位、个性化的网络,并将其称为idopNetworks。第二个创新点在于引入代数拓扑中的同调理论分析网络。团队利用GLMY同调理论,整合有向图论等数学理论,分析网络中一个因子向另一因子传播信号的路线图,从中分析系统状态变化的拓扑规律,并追踪网络的拓扑结构变化,从而更好地理解疾病发生发展的机理。

炎症性肠病是一种特发性肠道炎症性疾病,其病因和发病机制尚未完全明确。该项研究以炎症性肠病为案例,利用现有临床数据,团队构建出与炎症性肠病相关的代谢互作网络idopNetworks,获得了不同代谢物的互作关系。传统方法只能识别与炎症性肠病显著相关的单个代谢物,而idopNetworks发现这些单个代谢物发挥的作用并不来自其独立效应,而是源于其他代谢物的调控,即依赖效应。而改变代谢物之间的调控关系会导致代谢物自身作用的改变。idopNetworks还揭示了患者从健康状态转向炎症性肠病,以及从炎症性肠病转向健康状态时,代谢物互作关系的变化。

炎症性肠病包括溃疡性结肠炎和克罗恩病两种类型,这两种疾病类型代谢机理的异同尚未被系统研究过。团队利用GLMY同调理论分析二者的idopNetworks,发现了两者细微的网络拓扑结构差异。这显示了GLMY同调理论在复杂生物系统研究中具有巨大的应用潜力。

郑重声明:此文内容为本网站转载企业宣传资讯,目的在于传播更多信息,与本站立场无关。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。

责任编辑:如思

相关

共建共享慢病防治这样惠及基层——来自2023年中国慢性病防控大会
《中国防治慢性病中长期规划》中期评估结果显示,超80%指标已达标;我国成人居民血压、血糖、血脂检测率显著上升……2023年中国慢性病防控大会21日至22日在京举办,大会公布数据显示,我国慢性病防控取得积极进展。 国家慢...
2023-10-23 11:21
壹大夫HPV筛查包:女性的健康选择
宫颈Ai是一种较为常见疾病。而人乳头瘤病du(HPV)被广泛认为是致病因素之一。壹大夫HPV筛查包帮助女性及时发现并预防疾病的发生。HPV筛查通过采集女性宫颈细胞样本,进行HPV检测,进而判断是否存在潜在风险。传统的筛查...
2023-10-23 11:19
公立医院改革举措积极推进看病就医急难愁盼持续改善
在10月19日举行的以公立医院改革与高质量发展为主题的新闻发布会上,国家卫生健康委体改司副司长薛海宁强调,公立医院是我国医疗服务体系的主体,推动公立医院改革和高质量发展,最终的目标是要解决群众反映的看病就医的急难愁盼问题...
2023-10-23 11:03
科学研究表明经常社交或会延长寿命
近期,四川大学华西医院心脏内科团队发布了一项令人振奋的研究成果:经常参与社交活动的老年人寿命可能会得到延长。这项研究针对28000多名中国老年人展开,平均年龄达到89岁。研究结果表明,喜欢凑热闹、凑堆的老年人在健康方面更...
2023-10-23 10:56
刘少昂在短道速滑世界杯中以0.02秒惊险夺冠
在刚刚结束的2023/2024赛季短道速滑世界杯蒙特利尔第一站男子500米决赛中,我国选手刘少昂以0.02秒的优势惊险夺冠,为中国队夺得本站比赛的第2金。比赛中,刘少林在最后时刻与波兰选手一起摔倒,但幸运的是,通过高速摄...
2023-10-23 10:34
图文