《造血系統動力學分析與控制策略研究》是依託清華大學，由雷錦誌擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：造血系統動力學分析與控制策略研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：雷錦誌
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目套用非線性動力學的理論和方法，研究描述造血系統調控機制的高維時滯非線性動力系統的動力學問題和控制策略。主要包括：（1）對造血系統模型進行穩定性與分岔分析，建立造血系統動力學的振動模式和參數之間的對應關係；(2)對造血系統進行參數激勵下系統回響的研究，建立系統的回響與參數激勵機制之間的對應關係；（3）結合實驗數據對造血系統的關鍵參數進行參數識別，建立動態血液病的病理特性和系統參數之間的關係；（4）對造血系統模型研究參數控制和狀態控制下產生或者消除大振幅振盪解的控制策略。本項目的研究工作是非線性動力學的推廣、擴充和深入發展，將為了解特定動態血液病的病理和設計合理可行的控制治療方案建立理論基礎，同時增進了解人體生命系統調控機制的動力學和控制策略，拓展仿生學在力學與控制中的套用。
結題摘要
造血幹細胞的增殖與分化和許多血液系統疾病密切相關，受到從微觀到巨觀不同尺度的調控。本項目建立數學模型從微觀調控到巨觀動力學對幹細胞增殖調控的非線性動力學問題進行研究。在本項目中，我們對幹細胞體系增殖與分化平衡的動力調控問題提出了基於隨機動態規劃的幹細胞再生調控的數學模型，對幹細胞體系的異質性和調控機制進行定量研究。對造血系統在隨機干擾下的穩定性問題，提出了相應的線性時滯微分方程解的二階矩有界性問題，並徹底解決了此類問題特徵函式的定義問題。對小分子 PDCD5 調控細胞凋亡的分子機制建立數學模型並進行和動力學分岔分析，從能量景觀的角度闡述了 PDCD5 調控DNA 損傷後細胞凋亡啟動的機制。對造血系統疾病的動力學控制問題進行研究，提出了多穩態下動力學控制的策略。這些結果對幹細胞增殖和分化調控的可計算建模和造血系統動力學的非線性現象的刻畫給出了有意義的結果，擴充了人們對這些複雜生命現象的認識，同時豐富了相關問題的定量模型的數學形式和分析方法，具有重要的科學意義，對下一步研究幹細胞增殖與分化相關疾建立了很好的基礎.
