• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

星形胶质细胞和朊病毒在阿尔茨海默病中的作用:数学建模的见解。

Roles of astrocytes and prions in Alzheimer's disease: insights from mathematical modeling.

机构信息

Department of Mathematics, Presidency University, Kolkata, 700073, India.

出版信息

J Biol Phys. 2024 Jun;50(2):149-179. doi: 10.1007/s10867-023-09652-0. Epub 2023 Dec 29.

DOI:10.1007/s10867-023-09652-0
PMID:38157152
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11607263/
Abstract

We present a mathematical model that explores the progression of Alzheimer's disease, with a particular focus on the involvement of disease-related proteins and astrocytes. Our model consists of a coupled system of differential equations that delineates the dynamics of amyloid beta plaques, amyloid beta protein, tau protein, and astrocytes. Amyloid beta plaques can be considered fibrils that depend on both the plaque size and time. We change our mathematical model to a temporal system by applying an integration operation with respect to the plaque size. Theoretical analysis including existence, uniqueness, positivity, and boundedness is performed in our model. We extend our mathematical model by adding two populations, namely prion protein and amyloid beta-prion complex. We characterize the system dynamics by locating biologically feasible steady states and their local stability analysis for both models. The characterization of the proposed model can help inform in advancing our understanding of the development of Alzheimer's disease as well as its complicated dynamics. We investigate the global stability analysis around the interior equilibrium point by constructing a suitable Lyapunov function. We validate our theoretical analysis with the aid of extensive numerical illustrations.

摘要

我们提出了一个数学模型,旨在探索阿尔茨海默病的进展,特别关注与疾病相关的蛋白质和星形胶质细胞的参与。我们的模型由一个微分方程的耦合系统组成,该系统描绘了淀粉样β斑块、淀粉样β蛋白、tau 蛋白和星形胶质细胞的动态。淀粉样β斑块可以被认为是依赖于斑块大小和时间的原纤维。我们通过对斑块大小进行积分操作将我们的数学模型转换为时间系统。在我们的模型中进行了存在性、唯一性、正定性和有界性的理论分析。我们通过添加两个群体,即朊病毒蛋白和淀粉样β-朊病毒复合物,扩展了我们的数学模型。我们通过定位两个模型的生物可行平衡点及其局部稳定性分析来描述系统动态。所提出模型的特征可以帮助我们深入了解阿尔茨海默病的发展及其复杂的动态。我们通过构建合适的李雅普诺夫函数来研究内部平衡点周围的全局稳定性分析。我们借助广泛的数值说明验证了我们的理论分析。

相似文献

1
Roles of astrocytes and prions in Alzheimer's disease: insights from mathematical modeling.星形胶质细胞和朊病毒在阿尔茨海默病中的作用:数学建模的见解。
J Biol Phys. 2024 Jun;50(2):149-179. doi: 10.1007/s10867-023-09652-0. Epub 2023 Dec 29.
2
Alzheimer's disease: analysis of a mathematical model incorporating the role of prions.阿尔茨海默病:一个纳入朊病毒作用的数学模型分析
J Math Biol. 2014 Nov;69(5):1207-35. doi: 10.1007/s00285-013-0732-0. Epub 2013 Oct 22.
3
Human tau increases amyloid β plaque size but not amyloid β-mediated synapse loss in a novel mouse model of Alzheimer's disease.在一种新型阿尔茨海默病小鼠模型中,人tau蛋白会增加β淀粉样蛋白斑块大小,但不会增加β淀粉样蛋白介导的突触损失。
Eur J Neurosci. 2016 Dec;44(12):3056-3066. doi: 10.1111/ejn.13442. Epub 2016 Nov 12.
4
Prion-like behaviour and tau-dependent cytotoxicity of pyroglutamylated amyloid-β.焦谷氨酸化淀粉样β的朊样行为和tau 依赖性细胞毒性。
Nature. 2012 May 2;485(7400):651-5. doi: 10.1038/nature11060.
5
Stability analysis of a steady state of a model describing Alzheimer's disease and interactions with prion proteins.描述阿尔茨海默病及与朊病毒蛋白相互作用的模型稳态的稳定性分析。
J Math Biol. 2019 Jan;78(1-2):57-81. doi: 10.1007/s00285-018-1267-1. Epub 2018 Aug 11.
6
Beneficial effect of human anti-amyloid-beta active immunization on neurite morphology and tau pathology.人抗淀粉样蛋白-β主动免疫对神经突形态和 Tau 病理学的有益作用。
Brain. 2010 May;133(Pt 5):1312-27. doi: 10.1093/brain/awq056. Epub 2010 Mar 31.
7
Astrocyte and Alzheimer's disease.星形胶质细胞与阿尔茨海默病。
J Neurol. 2017 Oct;264(10):2068-2074. doi: 10.1007/s00415-017-8593-x. Epub 2017 Aug 18.
8
Prion-like Mechanisms in Alzheimer's Disease.阿尔茨海默病中的类朊病毒机制
Curr Alzheimer Res. 2014;11(8):755-64. doi: 10.2174/156720501108140910121425.
9
Mathematical model on Alzheimer's disease.阿尔茨海默病的数学模型
BMC Syst Biol. 2016 Nov 18;10(1):108. doi: 10.1186/s12918-016-0348-2.
10
One or more β-amyloid(s)? New insights into the prion-like nature of Alzheimer's disease.一个或多个β-淀粉样蛋白?对阿尔茨海默病类朊病毒性质的新见解。
Prog Mol Biol Transl Sci. 2020;175:213-237. doi: 10.1016/bs.pmbts.2020.07.003. Epub 2020 Aug 28.

本文引用的文献

1
2023 Alzheimer's disease facts and figures.2023 年阿尔茨海默病事实和数据。
Alzheimers Dement. 2023 Apr;19(4):1598-1695. doi: 10.1002/alz.13016. Epub 2023 Mar 14.
2
Amyloid Beta in Aging and Alzheimer's Disease.β淀粉样蛋白与衰老和阿尔茨海默病。
Int J Mol Sci. 2022 Oct 26;23(21):12924. doi: 10.3390/ijms232112924.
3
Optimal anti-amyloid-beta therapy for Alzheimer's disease via a personalized mathematical model.通过个性化数学模型优化阿尔茨海默病的抗β淀粉样蛋白治疗。
PLoS Comput Biol. 2022 Sep 2;18(9):e1010481. doi: 10.1371/journal.pcbi.1010481. eCollection 2022 Sep.
4
Nonlocal models in the analysis of brain neurodegenerative protein dynamics with application to Alzheimer's disease.非局部模型在分析脑神经退行性蛋白动力学中的应用,及其在阿尔茨海默病中的应用。
Sci Rep. 2022 May 5;12(1):7328. doi: 10.1038/s41598-022-11242-4.
5
[Beta Amyloid, Tau Protein, and Neuroinflammation: An Attempt to Integrate Different Hypotheses of Alzheimer's Disease Pathogenesis].[β淀粉样蛋白、tau蛋白与神经炎症:整合阿尔茨海默病发病机制不同假说的尝试]
Mol Biol (Mosk). 2021 Sep-Oct;55(5):734-747. doi: 10.31857/S0026898421050049.
6
The Amyloid-β Pathway in Alzheimer's Disease.阿尔茨海默病中的淀粉样β 途径。
Mol Psychiatry. 2021 Oct;26(10):5481-5503. doi: 10.1038/s41380-021-01249-0. Epub 2021 Aug 30.
7
From reaction kinetics to dementia: A simple dimer model of Alzheimer's disease etiology.从反应动力学到痴呆症:阿尔茨海默病病因的一个简单二聚体模型
PLoS Comput Biol. 2021 Jul 19;17(7):e1009114. doi: 10.1371/journal.pcbi.1009114. eCollection 2021 Jul.
8
Reactive astrocytes as treatment targets in Alzheimer's disease-Systematic review of studies using the APPswePS1dE9 mouse model.阿尔茨海默病治疗靶点中的反应性星形胶质细胞——APPswePS1dE9 小鼠模型研究的系统评价。
Glia. 2021 Aug;69(8):1852-1881. doi: 10.1002/glia.23981. Epub 2021 Feb 25.
9
Astrocytes in Tauopathies.tau蛋白病中的星形胶质细胞
Front Neurol. 2020 Sep 24;11:572850. doi: 10.3389/fneur.2020.572850. eCollection 2020.
10
Protein-protein interactions in neurodegenerative diseases: A conspiracy theory.神经退行性疾病中的蛋白质-蛋白质相互作用:一个阴谋论。
PLoS Comput Biol. 2020 Oct 13;16(10):e1008267. doi: 10.1371/journal.pcbi.1008267. eCollection 2020 Oct.