The role of the clustered protocadherins in neural circuit formation and implications for neurodevelopmental disorders

簇状原钙粘蛋白在神经回路形成中的作用及其对神经发育障碍的影响

基本信息

  • 批准号:
    10366863
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 65.76万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2016-01-15 至 2026-06-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Functional circuits between the approximately 80 billion human neurons connecting trillions of synapses in the human brain must be established during development. Failure to organize proper neural circuits has been linked to neurodevelopmental disorders such as autism and neuropsychiatric diseases. During development, individual neurons extend highly branched neurites that innervate the surrounding territory with minimal overlap. Moreover, some neuronal subtypes, such as serotonergic and dopaminergic neurons, must tile throughout receptive fields in the brain to ensure that their neurites do not cross over or clump with sister or neighboring neurites or other neurons of the same type. Proper wiring of these neuronal cell types is required for the physiological distribution of serotonin and dopamine in the brain. In mammals, a family of highly diverse cell-surface homophilic proteins, the clustered protocadherins (cPcdh), provides each neuron a unique cell-specific identity required for normal neural circuit assembly. The protocadherin gene cluster encompasses three distinct gene clusters, designated ,  and and previous studies from our laboratory demonstrated that a single gene in the Pcdh gene cluster (Pcdhc2) is required for normal serotonergic wiring in mice. Deletion of the entire Pcdh gene cluster or Pcdhc2 alone led to clumping and crossing of serotonergic neurons (a tiling defect), and altered behavior (depression and enhanced fear response). These findings provided significant advances in defining a role for individual cPCDH proteins in specific neuronal subtypes; however, a role for the exclusive expression of specific cPcdh isoforms in other neuronal subtypes and the mechanisms used to execute self-avoidance and tiling remain poorly understood. Here, we propose to address these gaps in understanding by studying the role of the cPcdh gene cluster in the wiring of dopaminergic neurons and behavior in mice. In Aim 1, we will survey the transcriptional landscape of cPcdh isoforms across midbrain dopaminergic neurons in mice. In Aim 2, we will investigate the role of Pcdhβ cluster on dopaminergic wiring, dopamine release and reward prediction and novelty behaviors. In Aim 3, we will examine the mechanism by which PCDHβ proteins, establish proper DAN organization. Together, these new directions should provide novel insights into the molecular logic underlying neural circuit formation and have implications for neurodevelopmental and neuropsychiatric disorders.
项目概要 大约 800 亿个人类神经元之间的功能电路连接着数万亿个突触 人类大脑必须在发育过程中建立,无法组织适当的神经回路。 与自闭症和神经精神疾病等神经发育障碍有关。 单个神经元延伸出高度分支的神经突,以最小的方式支配周围区域 此外,一些神经元亚型,例如血清素能神经元和多巴胺能神经元,必须平铺。 整个大脑的感受野,以确保它们的神经突不会与姐妹或姐妹交叉或聚集 这些神经元细胞类型需要邻近的神经突或其他神经元的正确连接。 用于大脑中血清素和多巴胺的生理分布。 在哺乳动物中,高度多样化的细胞表面同源蛋白家族,簇状原钙粘蛋白 (cPcdh),为每个神经元提供正常神经回路组装所需的独特细胞特异性身份。 原钙粘蛋白基因簇包含三个不同的基因簇,分别称为 、 和 以及之前的 我们实验室的研究表明,需要 Pcdh 基因簇 (Pcdhc2) 中的单个基因 删除整个 Pcdh 基因簇或单独删除 Pcdhc2 会导致小鼠正常的血清素连接。 血清素能神经元的聚集和交叉(平铺缺陷)以及行为改变(抑郁和 (增强恐惧反应)。 这些发现为定义单个 cPCDH 蛋白在特定领域中的作用提供了重大进展。 神经元亚型;然而,特定 cPcdh 亚型在其他神经元中的独特表达的作用 我们对亚型以及用于执行自我回避和平铺的机制仍然知之甚少。 建议通过研究 cPcdh 基因簇在连接中的作用来解决这些理解上的差距 小鼠的多巴胺能神经元和行为 在目标 1 中,我们将调查 cPcdh 的转录景观。 在目标 2 中,我们将研究 Pcdhβ 簇的作用。 在目标 3 中,我们将研究多巴胺能线路、多巴胺释放和奖励预测以及新奇行为。 研究 PCDHβ 蛋白建立适当 DAN 组织的机制。 方向应该为神经回路形成的分子逻辑提供新的见解,并且具有 对神经发育和神经精神疾病的影响。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ 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 }}

THOMAS P MANIATIS其他文献

THOMAS P MANIATIS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('THOMAS P MANIATIS', 18)}}的其他基金

The impact of loss of function DNA sequence variants in the human protocadherin gene cluster on neural circuit assembly.
人类原钙粘蛋白基因簇中功能丧失 DNA 序列变异对神经回路组装的影响。
  • 批准号:
    10736632
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 65.76万
  • 项目类别:
New York Center for Collaborative Research in Common Disease Genomics
纽约常见疾病基因组学合作研究中心
  • 批准号:
    9923502
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 65.76万
  • 项目类别:
New York Center for Collaborative Research in Common Disease Genomics
纽约常见疾病基因组学合作研究中心
  • 批准号:
    9795513
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 65.76万
  • 项目类别:
Role of the protocadherin alpha gene cluster in serotonergic circuitry formation and its implications in depressive disorders
原钙粘蛋白α基因簇在血清素能回路形成中的作用及其对抑郁症的影响
  • 批准号:
    9010070
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 65.76万
  • 项目类别:
The role of the clustered protocadherins in neural circuit formation and implications for neurodevelopmental disorders
簇状原钙粘蛋白在神经回路形成中的作用及其对神经发育障碍的影响
  • 批准号:
    10483184
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 65.76万
  • 项目类别:
New York Center for Collaborative Research in Common Disease Genomics
纽约常见疾病基因组学合作研究中心
  • 批准号:
    9930374
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 65.76万
  • 项目类别:
The role of the clustered protocadherins in neural circuit formation and implications for neurodevelopmental disorders
簇状原钙粘蛋白在神经回路形成中的作用及其对神经发育障碍的影响
  • 批准号:
    10656561
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 65.76万
  • 项目类别:
The Role of Clustered Protocadherins in Neurite Self-avoidance
簇状原钙粘蛋白在神经突自我回避中的作用
  • 批准号:
    9108445
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 65.76万
  • 项目类别:
The Role of Clustered Protocadherins in Neurite Self-avoidance
簇状原钙粘蛋白在神经突自我回避中的作用
  • 批准号:
    8964441
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 65.76万
  • 项目类别:
Single Cell Studies of Lineage Specific Expression of the Protocadherin Gene Clus
原钙粘蛋白基因簇谱系特异性表达的单细胞研究
  • 批准号:
    8771637
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 65.76万
  • 项目类别:

相似国自然基金

多场耦合下轴突多尺度力学行为的非完整动力学建模与分析
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
前额叶皮层神经元的轴突功能异常在精神分裂样行为中的作用
  • 批准号:
    31800991
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
3D微图形化静电纺丝神经定向再生仿生支架复合NSCs修复CST环路损伤界面及在轴突导向中的作用
  • 批准号:
    81672263
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    57.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
α-Chimaerin在缺血性脑卒中轴突出芽和功能修复的作用和机制研究
  • 批准号:
    81671229
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    59.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Activity-dependent endocannabinoid control in epilepsy
癫痫的活动依赖性内源性大麻素控制
  • 批准号:
    10639147
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 65.76万
  • 项目类别:
The Structure and Function of Ipsilateral Corticospinal Projections
同侧皮质脊髓投射的结构和功能
  • 批准号:
    10678301
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 65.76万
  • 项目类别:
Cross-modal plasticity after the loss of vision at two early developmental ages in the posterior parietal cortex: Adult connections, cortical function and behavior.
后顶叶皮质两个早期发育年龄视力丧失后的跨模式可塑性:成人连接、皮质功能和行为。
  • 批准号:
    10751658
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 65.76万
  • 项目类别:
Long-range GABAergic inhibition coordinates hippocampal-subcortical circuit activity in memory formation
长程 GABA 能抑制协调记忆形成中的海马-皮层下回路活动
  • 批准号:
    10658072
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 65.76万
  • 项目类别:
Deconstructing the sertonin system in the mouse brain
解构小鼠大脑中的血清素系统
  • 批准号:
    10656870
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 65.76万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了