lncRNAs and Anesthetic-Induced Developmental Neurotoxicity
lncRNA 和麻醉诱导的发育神经毒性
基本信息
- 批准号:10382813
- 负责人:
- 金额:$ 21.7万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2014
- 资助国家:美国
- 起止时间:2014-05-15 至 2023-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:3-DimensionalAcuteAddressAdverse effectsAffectAgeAnesthesia proceduresAnestheticsAnimalsBrainCell DeathChildChildhoodDataData CollectionDevelopmentDoseElectrophysiology (science)EquipmentGeneral anesthetic drugsGenetic TranscriptionGoalsHumanIn VitroMemory impairmentMolecularMovementMusNeonatalNeuronsProductivityPropofolResearchRoleSafetySliceStructureSystemTissuesUnited States Food and Drug AdministrationUntranslated RNAclinically relevantdevelopmental neurotoxicityhuman stem cellsimprovedinduced pluripotent stem cellinsightmouse modelneuron lossnovelsevofluranestem cell model
项目摘要
PROJECT SUMMARY
In 2016, the U.S. Food and Drug Administration warned that repeated or lengthy use of general anesthetics in
children below the age of three might affect their brain development. This warning raises serious concerns
regarding the safety of pediatric anesthesia. There are two main barriers in the research field of anesthetic-
induced developmental neurotoxicity (AIDN): 1) So far, most of the evidence for AIDN was obtained from
animal studies. The results from human studies remain inconclusive. 2) The mechanisms are largely unknown.
The goal of this study is to address both of these barriers by using an in vitro system of three-dimensional (3D)
human mini brains generated from induced pluripotent stem cells and mouse models to study novel
mechanisms of long non-coding RNAs (lncRNAs). Human mini brains are more similar to developing human
brains, both structurally and functionally, than the widely used 2D neurons. Our preliminary data provided the
first evidence showing that clinically relevant doses of propofol and sevoflurane, two commonly used pediatric
anesthetics, induced acute cell death in human mini brains. We also found that neonatal propofol exposure
altered lncRNA expression profiles and caused multiple adverse effects in mice (E/I imbalance, neuronal death,
and impaired memory function). Our exciting findings suggest that the abnormally expressed lncRNAs might
contribute to AIDN. Thus, we will examine the role and mechanism of lncRNAs in AIDN such as abnormal
neuronal activity and networks using both human mini brain and mouse models. The HyperCAM Alpha
equipment would significantly improve our productivity and capacity by enabling high throughput, detailed data
collection of our electrophysiological studies on 3D human mini brains and mouse tissue slices. This proposal
is expected to provide new molecular and electrophysiological mechanistic insights into the
neurodevelopmental consequences of pediatric anesthetic exposure. This will further aid in the development of
more rational neuroprotective strategies related to pediatric anesthetic use, and movement towards a better
assurance of safety for pediatric anesthesia use.
项目摘要
2016年,美国食品和药物管理局警告说,在
三岁以下的儿童可能会影响他们的大脑发育。此警告引起了严重的关注
关于小儿麻醉的安全。麻醉研究领域有两个主要障碍 -
诱导的发育神经毒性(AIDN):1)到目前为止,大多数AIDN的证据是从中获得的
动物研究。人类研究的结果尚无定论。 2)机制在很大程度上未知。
这项研究的目的是通过使用三维(3D)的体外系统来解决这两个障碍
由诱导多能干细胞和小鼠模型产生的人类迷你大脑研究新颖
长无编码RNA(LNCRNA)的机制。人类迷你大脑与发展人类更相似
与广泛使用的2D神经元相比,在结构和功能上的大脑。我们的初步数据提供了
第一个证据表明,临床相关的丙泊酚和七氟醚,两种常用的小儿
麻醉药,诱导人类迷你大脑中的急性细胞死亡。我们还发现新生儿丙泊酚暴露
LNCRNA表达谱改变并在小鼠中造成多重不利影响(E/I失衡,神经元死亡,
和记忆功能受损)。我们令人兴奋的发现表明,异常表达的lncrnas可能
为艾滋病做出贡献。因此,我们将检查lncRNA在艾滋病中的作用和机制,例如异常
使用人类迷你脑和小鼠模型的神经元活动和网络。 HyperCAM alpha
设备将通过启用高通量,详细的数据来大大提高我们的生产率和能力
我们对3D人类迷你大脑和小鼠组织切片的电生理研究的收集。这个建议
预计将向该分子和电生理机械机械学洞察到
小儿麻醉暴露的神经发育后果。这将进一步帮助发展
与儿科麻醉有关的更合理的神经保护策略,并转向更好
可保证使用小儿麻醉的安全性。
项目成果
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专著数量(0)
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