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SIAM本科生在线研究

第2卷第2期

SIAM本科生研究在线第2卷第2期

免疫系统在肥胖相关慢性炎症中作用的数学模型

电子发布日期：2009年8月10日
内政部：10.1137/08S010323

作者：巴勃罗·迪亚斯（Pablo Díaz）、迈克尔·吉莱斯皮（Michael Gillespie）、贾斯汀·克鲁格（Justin Krueger）、何塞·佩雷斯（JoséPérez）、亚历克斯·拉德堡（Alex Radebaugh）、托比·谢尔曼（Toby Shearman）、加雷特·沃伊（Garret Vo）和克里斯汀·惠特利（Christine Wheatley）（北卡罗来纳大学格林斯堡分校、圣奥古斯丁学院（St.Augustine’
赞助商：J.Bassaganya-Riera、J.Borggaard、J.Burns、E.Cliff、A.Guri、S.Faulkner、R.Hontecillas-Magarzo、A.Jarrah、C.Koelling、R.Laubenbacher、H.Mortveit、L.Zietsman（弗吉尼亚理工大学弗吉尼亚生物信息学院和弗吉尼亚理工学院应用数学跨学科中心）

摘要：肥胖正在迅速成为一种流行病。与肥胖相关的低度慢性炎症会导致癌症、心脏病和2型糖尿病等健康风险。为了更好地了解肥胖相关慢性炎症的进展，在140天内给小鼠喂食高脂肪或低脂饮食。在第0天、第35天、第70天和第140天，检查腹腔内白色脂肪组织（WAT）中巨噬细胞亚群、CD4+T细胞和调节性T细胞的百分比。还量化了WAT中单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）mRNA的表达。此外，通过腹膜葡萄糖耐量试验检查葡萄糖正常化能力。一个常微分方程组为这个系统建模。该模型由8个微分方程组成，有25个参数，有1个强迫函数。用于表征模型的工具包括参数估计、敏感性分析和稳定性分析。根据提供的数据，该系统描述了从第35天开始的105天内脂肪细胞大小的增长和慢性炎症，这大约是脂肪细胞肥大或过大而无法正常工作的时候。该模型表明，如果不进行干预，慢性炎症会升级，相关的健康问题会持续存在。

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