Cell Specificity of the Human Heroin Epigenome
人类海洛因表观基因组的细胞特异性
基本信息
- 批准号:10159879
- 负责人:
- 金额:$ 53.82万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-09-15 至 2023-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AcetylationAdultAnimal ModelAnimalsAstrocytesAutopsyBehaviorBehavioralBrainBrain MappingBrain regionBrain-Derived Neurotrophic FactorCell NucleusCellsCessation of lifeChIP-seqChromatinCommunitiesControl AnimalDNA MethylationDataData SetDevelopmentDown-RegulationDrug AddictionDrug ExposureEnhancersEpidemicEpigenetic ProcessExposure toFunctional disorderGene ExpressionGenesGeneticGenetic TranscriptionGlutamatesHeroinHeroin AbuseHeroin DependenceHeterogeneityHumanHuman GenomeIndividualInterneuronsKnowledgeLearningLinkLiteratureLysineMapsMemoryMethylationMicrogliaModificationMolecularNPAS4 geneNervous system structureNeurogliaNeuronsNucleic Acid Regulatory SequencesOligodendrogliaOpiate AddictionOutputPharmaceutical PreparationsPopulationPositioning AttributePredispositionPrefrontal CortexRattusRegulator GenesRegulatory ElementResearchRoleSamplingSelf AdministrationSpecificitySynapsesSynaptic plasticityTestingTimeTissuesTransforming Protein ERGUntranslated RNAViralWorkaddictionagedbasebead chipbrain cellcell typeclinical developmentdrug maintenanceeffective therapyefficacious treatmentepigenetic regulationepigenetic variationepigenomeexperiencefrontal lobegamma-Aminobutyric Acidgene repressiongenome resourcegenome-wideheroin abuserhistone modificationhuman imagingimaging studyin vivoinnovationnovelnovel therapeutic interventionopioid abuseopioid overdosepromoterrelating to nervous systemtranscriptometranscriptome sequencing
项目摘要
Project Summary
Opiate abuse and overdose have risen to epidemic proportions in the USA in recent years. Only limited
medication options are currently available, which is in large part due to the surprising lack of knowledge about
the pathophysiologic mechanisms that underlie opiate addiction. Recent animal studies have provided robust
evidence that repeated drug exposure induces changes in gene expression through alterations in epigenetic
regulation that are linked to addiction-related behavioral abnormalities. However, information about the
epigenetic landscape in the brains of human addicts remains limited and is critical for the development of
clinically effective treatments.
Recent studies have achieved a comprehensive mapping of brain-specific epigenetic marks in the
human genome using homogenate postmortem tissue. However, cellular heterogeneity of the brain precludes
a reliable annotation of cell-type-specific epigenetic modifications from these data. Aim1 of this project will
leverage our newly developed molecular strategies to illuminate the neural subtype-specific epigenome of
heroin addiction with unprecedented detail—in four different populations of brain cells—which will highly
enhance the likelihood of identifying cell-type-specific signatures of addiction-associated epigenetic variations.
Our recent epigenetic studies in glutamatergic (Glu) projection neurons and inhibitory GABA
interneurons from the human orbital frontal cortex (OFC) suggest that many activity-dependent genes (ADGs)
are “poised” to be activated in a neuron-subtype-specific manner. ADGs are activated by experience-driven
synaptic activity (including exposure to addictive drugs) and regulate diverse aspects of the nervous system,
(including synaptic plasticity). Notably, our recent RNA-seq data in homogenate OFC samples showed that
among the most significant changes is the downregulation of a subset of the ADGs. These results are in line
with the growing body of literature that implicates diminished output from the ventral aspects of the prefrontal
cortex in drug addiction. We hypothesize that the steady-state expression and inducibility of the ADGs (the
latter is determined by their epigenetic milieu) are altered in heroin addicts in a neuron-subtype-specific
manner, and we will test this hypothesis in Aim 2. Considering the importance of ADGs in synaptic plasticity
that accompanies the development and maintenance of drug addiction, in Aim 2 we will utilize a translational
animal model to explore the cell-specific functional contribution of ADGs to heroin self-administration behavior.
Overall, this innovative line of research will develop unique datasets that will be available to the
research community and will provide an urgently needed resource for genome-wide neural subtype-specific
chromatin and transcriptome maps in heroin abuse and normal subjects. Moreover, the mechanistic studies in
animal models can promote the development of novel therapeutic interventions.
项目概要
近年来,阿片类药物滥用和过量服用在美国已达到流行病的程度,但情况有限。
目前有可用的药物选择,这在很大程度上是由于对以下方面的了解令人惊讶地缺乏
最近的动物研究提供了强有力的阿片成瘾的病理生理机制。
有证据表明,反复接触药物会通过表观遗传的改变诱导基因表达的变化
然而,有关成瘾相关行为异常的信息。
人类成瘾者大脑中的表观遗传景观仍然有限,对于成瘾者的发展至关重要
临床上有效的治疗方法。
最近的研究已经实现了大脑特异性表观遗传标记的全面绘制。
然而,大脑的细胞异质性排除了使用死后组织的人类基因组。
该项目的目的1将是对细胞类型特异性表观遗传修饰的可靠注释。
利用我们新开发的分子策略来阐明神经亚型特异性表观基因组
海洛因成瘾在四个不同的脑细胞群体中具有前所未有的细节,这将高度
提高识别成瘾相关表观遗传变异的细胞类型特异性特征的可能性。
我们最近对谷氨酸能 (Glu) 投射神经元和抑制性 GABA 的表观遗传学研究
来自人类眶额皮质(OFC)的中间神经元表明许多活动依赖性基因(ADG)
“准备好”以神经元亚型特异性方式被激活 ADG 由经验驱动激活。
突触活动(包括接触成瘾药物)并调节神经系统的各个方面,
(包括突触可塑性)值得注意的是,我们最近的匀浆 OFC 样本中的 RNA-seq 数据表明:
最显着的变化之一是 ADG 子集的下调。这些结果是一致的。
随着越来越多的文献表明前额叶腹侧的输出减少
我们追求 ADG 的稳态表达和诱导性。
后者是由其表观遗传环境决定的)在海洛因成瘾者中以神经元亚型特异性发生改变
方式,我们将在目标 2 中检验这一假设。考虑 ADG 在突触可塑性中的重要性
伴随着毒瘾的发展和维持,在目标 2 中,我们将利用转化
动物模型探索 ADG 对海洛因自我给药行为的细胞特异性功能贡献。
总体而言,这一创新研究领域将开发独特的数据集,可供
研究界将为全基因组神经亚型特异性提供迫切需要的资源
海洛因滥用和正常受试者的染色质和转录组图谱此外,还进行了机制研究。
动物模型可以促进新型治疗干预措施的发展。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Evolution of regulatory signatures in primate cortical neurons at cell-type resolution.
- DOI:10.1073/pnas.2011884117
- 发表时间:2020-11-10
- 期刊:
- 影响因子:11.1
- 作者:Kozlenkov A;Vermunt MW;Apontes P;Li J;Hao K;Sherwood CC;Hof PR;Ely JJ;Wegner M;Mukamel EA;Creyghton MP;Koonin EV;Dracheva S
- 通讯作者:Dracheva S
Common schizophrenia risk variants are enriched in open chromatin regions of human glutamatergic neurons.
- DOI:10.1038/s41467-020-19319-2
- 发表时间:2020-11-04
- 期刊:
- 影响因子:16.6
- 作者:Hauberg ME;Creus-Muncunill J;Bendl J;Kozlenkov A;Zeng B;Corwin C;Chowdhury S;Kranz H;Hurd YL;Wegner M;Børglum AD;Dracheva S;Ehrlich ME;Fullard JF;Roussos P
- 通讯作者:Roussos P
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
STELLA DRACHEVA其他文献
STELLA DRACHEVA的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('STELLA DRACHEVA', 18)}}的其他基金
Cell-type-specific molecular pathology of ALS in U.S. military Veterans
美国退伍军人 ALS 的细胞类型特异性分子病理学
- 批准号:
10254543 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 53.82万 - 项目类别:
Cell-type-specific molecular pathology of ALS in U.S. military Veterans
美国退伍军人 ALS 的细胞类型特异性分子病理学
- 批准号:
10513300 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 53.82万 - 项目类别:
The role of microglia in major depressive disorder
小胶质细胞在重度抑郁症中的作用
- 批准号:
10248619 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 53.82万 - 项目类别:
The role of microglia in major depressive disorder
小胶质细胞在重度抑郁症中的作用
- 批准号:
10513304 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 53.82万 - 项目类别:
2/3 High-resolution mapping of cell type-specific DNA (hydroxy)methylation in the human brain during postnatal development and in psychiatric disease
2/3 出生后发育和精神疾病期间人脑中细胞类型特异性 DNA(羟基)甲基化的高分辨率图谱
- 批准号:
10360613 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 53.82万 - 项目类别:
2/3 High-resolution mapping of cell type-specific DNA (hydroxy)methylation in the human brain during postnatal development and in psychiatric disease
2/3 出生后发育和精神疾病期间人脑中细胞类型特异性 DNA(羟基)甲基化的高分辨率图谱
- 批准号:
10588161 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 53.82万 - 项目类别:
Cell Specificity of the Human Heroin Epigenome
人类海洛因表观基因组的细胞特异性
- 批准号:
9323122 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 53.82万 - 项目类别:
The role of ADAR2-associated RNA editing in pathogenesis of ALS
ADAR2 相关 RNA 编辑在 ALS 发病机制中的作用
- 批准号:
10084222 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 53.82万 - 项目类别:
RNA Editing Alterations in Spinal Cord Injury
脊髓损伤中的 RNA 编辑改变
- 批准号:
8974362 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 53.82万 - 项目类别:
相似国自然基金
单核细胞产生S100A8/A9放大中性粒细胞炎症反应调控成人Still病发病及病情演变的机制研究
- 批准号:82373465
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
成人型弥漫性胶质瘤患者语言功能可塑性研究
- 批准号:82303926
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
MRI融合多组学特征量化高级别成人型弥漫性脑胶质瘤免疫微环境并预测术后复发风险的研究
- 批准号:82302160
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
SERPINF1/SRSF6/B7-H3信号通路在成人B-ALL免疫逃逸中的作用及机制研究
- 批准号:82300208
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于动态信息的深度学习辅助设计成人脊柱畸形手术方案的研究
- 批准号:82372499
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Oxidative Stress and Mitochondrial Dysfunction in Chemogenetic Heart Failure
化学遗传性心力衰竭中的氧化应激和线粒体功能障碍
- 批准号:
10643012 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 53.82万 - 项目类别:
Role of skeletal muscle IPMK in nutrient metabolism and exercise
骨骼肌IPMK在营养代谢和运动中的作用
- 批准号:
10639073 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 53.82万 - 项目类别:
Genetic and molecular mechanisms of Xbp-1 mediated salivary gland development and differentiation
Xbp-1介导唾液腺发育和分化的遗传和分子机制
- 批准号:
10678146 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 53.82万 - 项目类别:
Novel roles of PDK2 in heart failure: Regulation of mitochondrial nuclear crosstalk via metabolic regulation and histone acetylation
PDK2 在心力衰竭中的新作用:通过代谢调节和组蛋白乙酰化调节线粒体核串扰
- 批准号:
10635599 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 53.82万 - 项目类别:
Sex differences in stress inoculation of addiction-like phenotypes
成瘾样表型应激接种的性别差异
- 批准号:
10757580 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 53.82万 - 项目类别: