大脑中动脉缺血性卒中期间小胶质细胞动力学的数据驱动数学模型

神经炎症紧随大脑中动脉缺血性卒中的发生。在此过程中，小胶质细胞在半暗带中被激活并被募集。小胶质细胞可被激活为两种不同的表型：M1 型，可加重脑损伤；或 M2 型，可辅助长期恢复。在本研究中，我们汇总了小鼠大脑中动脉闭塞（MCAO）诱导的缺血性卒中后半暗带小胶质细胞计数的实验数据，并将可用的数据集编译成一个适用于时间序列分析的单一数据集。此外，我们构建了 MCAO 所致缺血性卒中期间半暗带小胶质细胞的数学模型。通过使用全局敏感性分析和基于马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）的参数估计，我们分析了模型参数对半暗带中 M1 和 M2 细胞数量的影响，并将可识别参数拟合到编译的实验数据集上。我们利用 MCMC 参数估计的结果来确定 M1 和 M2 小胶质细胞数量随时间变化的不确定性界限和正向预测。结果证明了与 M1 和 M2 激活相关的参数对 M1 和 M2 小胶质细胞数量的重要性。模拟进一步表明，观测数据中的潜在离群值可以被忽略，并且预测结果表明存在持续的炎症反应。