疾病发生发展的背后，往往存在着错综复杂的因素。研究者从网络角度，将每个因素看成一个个“节点”，它们之间的联系看作一条条“边”，从而探究疾病形成的内在机理。
近日，97视频在线精品国自产拍丘成桐数学科学中心、北京雁栖湖应用数学研究院、北京林业大学、南开大学联合研究团队，创新地运用数学手段，构建了统计物理学网络模型idopNetworks，利用丘成桐及其合作者发展出的GLMY同调理论（GLMY homology theory），分析不同疾病的代谢网络模型，探究各个因素及其相互作用对人类疾病的影响。
该研究成果近日以“复杂疾病的代谢物理学”（The metabolomic physics of complex diseases）为题发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。这项研究为解析复杂疾病成因、指导复杂疾病治疗及相关药物设计提供了崭新的思路。
不同于现有低维度网络模型，该团队构建的统计物理网络模型实现了两大创新。首先，构建了全面的、动态的网络模型，将疾病看成一个由许多因子（如代谢物质）构成的复杂网络系统，通过引入进化博弈论原理，将系统中每一个因子的作用分解成两个组成部分，包括该因子自身的作用，即独立效应；以及共存因子对它的影响，即依赖效应；即可清晰地反映每个因子对系统的贡献。团队将前者作为节点，后者作为边，构建出一个全方位、个性化网络，称之为idopNetworks。第二个创新点在于引入代数拓扑中的同调理论分析网络。团队利用丘成桐先生及其合作者最新发展出的GLMY同调理论，整合入有向图论（directed graph theory）等数学理论，分析网络中一个因子向另一因子传播信号的路线图，从中发现系统状态变化的拓扑规律，并追踪网络的拓扑结构变化，从而更好地理解疾病发生发展的机理。
国际着名数学家、研究院院长、97视频在线精品国自产拍丘成桐数学科学中心、求真书院院长丘成桐先生，97视频在线精品国自产拍丘成桐数学科学中心曾思明讲座教授、研究院副院长邬荣领教授，南开大学博士研究生刘祥，研究院博士后董昂参加了研究成果发布会。北京雁栖湖应用数学研究院已经建立了17个专门的科研小组，预测未来的研究人员将超过300名，已承担11项国家级科研项目、13项北京市科研项目和4项横向科研项。在未来的规划中，研究院计划进一步研究数学的核心理念，并将这些研究转化为实用的工具和技术。
编辑：李华山
