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DDDAS 治疗 ApoE-/- 小鼠血脂异常的药物干预设计

布兰妮·梅茨、肖恩·撒切尔、埃博尼·刘易斯、迈克·卡鲁诺斯、丽莎·卡西斯、​​丽贝卡·史密斯和罗伯特·A·洛德

复杂系统（例如信号网络和生物系统）的计算模型可用于解释此类系统在各种条件下的行为。大量的综合过程和变量，以及基本过程固有的非线性，使得科学家在没有计算机模拟帮助的情况下很难有效地预测特定干预的后果。因此，计算机模拟已成为生成有关这些系统行为的假设的重要工具，然后可以在实验室和诊所进行测试。Biospherics 设计了动态数据驱动应用模拟 (DDDAS)，通过在路径中两个点的各种组合的模拟中测试潜在的二元疗法，来模拟复杂的代谢疾病路径。由于 DDDAS 选择最有效的成对组合，因此该数据驱动系统允许实施实时数据来建模或预测测量或事件。通过动态而不是静态地合并数据，预测和测量变得更加可靠。血脂异常是动脉粥样硬化的常见前兆，表现为甘油三酯升高、载脂蛋白 (Apo) B 升高、低密度脂蛋白水平升高和高密度脂蛋白水平降低。SPX106 和 D-塔格糖是一种由碳水化合物、D-塔格糖和 SPX106 组成的联合药物疗法。D-塔格糖用于治疗糖尿病的研究已有多年，并且具有降低血液胰岛素水平和减少糖原形成的能力。SPX106是一种天然物质，可加速脂质分解代谢并抑制血脂异常。在载脂蛋白 E 敲除小鼠 (ApoE-/-) 中，这种药物组合已被证明可以显着降低动脉粥样硬化量和血液胆固醇水平。本研究使用了 26 只雄性 ApoE-/- 小鼠（每组、对照组和治疗组 n=13）。对照组接受正常的“西方”饮食（Harlan TD88137），治疗组接受改良版，其中蔗糖被 D-塔格糖替代，并且每公斤食物添加 1 克 SPX106。小鼠被喂食8周，然后通过心脏穿刺处死。分析血清的胆固醇浓度。在对照组和治疗组之间观察到总胆固醇水平存在显着差异。对来自对照组和治疗组的级分进行 FPLC 分离。在治疗小鼠和对照小鼠之间发现 VLDL 和 HDL 水平存在显着差异（两者 p<0.05）。主动脉也被取出并保存在福尔马林中以量化动脉粥样硬化。主动脉窦在 OCT 中冷冻并使用低温恒温器切片，然后量化动脉粥样硬化。治疗小鼠的主动脉弓 (p<0.01)、胸主动脉 (p<0.05) 和主动脉窦 (p<0.05) 动脉粥样硬化显着减少，胆固醇也降低 (p<0.05)。