用于量化阿尔茨海默病中淀粉样蛋白-β与钙水平相互作用的数据驱动随机模型

细胞外淀粉样蛋白-β (Aβ) 在老年斑中的异常聚集导致钙 (Ca^{+2}) 稳态失调是阿尔茨海默病 (AD) 的主要症状之一。过去已有大量研究工作致力于更好地理解驱动 Aβ 沉积与 Ca^{+2} 失调的潜在分子机制。为了更好地理解这一相互作用，我们报告了一种新颖的随机模型，其中我们利用 ADNI 数据分析 Aβ 与 Ca^{+2} 之间的正反馈回路。AD 的良好治疗方案需要精确的预测。随机模型为 AD 建模提供了合适的框架，因为 AD 研究本质上是观察性的并涉及定期患者访视。AD 的病因可使用近似贝叶斯计算方法描述为多状态疾病过程。因此，利用 AD 患者的 2 年访视 ADNI 数据，我们采用该方法研究在疾病发展的不同阶段 Aβ 与 Ca^{+2} 水平之间的相互作用。将 ADNI 数据纳入我们基于物理的贝叶斯模型中，我们发现 Aβ 代谢或细胞内 Ca^{+2} 稳态的足够大的破坏会引起 Ca^{+2} 和 Aβ 的相对增长率，这对应于 AD 的发展。Ca^{+2} 离子的失衡通过直接或间接影响多种细胞和亚细胞过程而导致 Aβ 紊乱，且改变的稳态可能加剧 Ca^{+2} 离子转运和沉积的异常。这表明，通过螯合作用改变 Ca^{+2} 平衡或 Aβ 与 Ca^{+2} 之间的平衡，可能能够减少与 AD 相关的紊乱，并为 AD 治疗开辟新的研究可能性。