利用血管网络自动测量检验生物标度理论的基础
组织与器官
2015-09-10 v1 种群与进化
定量方法
摘要
科学家们长期致力于理解血管网络如何向全身细胞供应血液和氧气。近期研究聚焦于约束血管尺寸从主动脉到毛细血管分支代际变化的原则，并利用标度指数量化这些变化。著名的标度理论预测，这些指数的组合解释了代谢、生长及其他生物速率随体型变化的规律。然而，由于现有血管测量技术具有侵入性、耗时且技术难度大，对单个血管节段的直接测量一直受限。我们开发了从对比增强三维磁共振血管成像中提取体内血管的长度、半径及连通性的软件。利用20名人类受试者的数据，我们通过四种方法计算标度指数——两种源自分支连接的局部属性，另两种源自整个网络的属性。尽管文献中常将这些方法互换使用，但我们未发现这些方法间普遍存在一致，尤其是针对血管长度。血管长度的测量结果也与理论值偏离，但半径的测量结果表现出较强的一致性。我们的结果表明，血管网络模型不能忽略真实血管系统的某些复杂性，并指出需要发现有关血管长度的新原则。
引用
@article{arxiv.1509.02824,
title = {Testing Foundations of Biological Scaling Theory Using Automated Measurements of Vascular Networks},
author = {Mitchell G Newberry and Daniel B Ennis and Van M Savage},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.02824},
year = {2015}
}