Differential Brain-Region Specific Roles of CASK in Optic Nerve Hypoplasia and Pontocerebellar Hypoplasia

CASK 在视神经发育不全和脑桥小脑发育不全中的不同脑区特异性作用

基本信息

  • 批准号:
    10427180
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.55万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-04-13 至 2022-05-09
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Understanding how different regions of the central nervous system (CNS) are affected by genetic insults is critical to advancing the study of CNS pathologies which present a major public health burden in the United States. The cerebellum and optic nerve are two such regions that are disproportionately hypoplastic in the majority of cases of CASK gene mutation in humans. CASK is an enigmatic multi-domain scaffolding protein which plays a vital role in organizing protein complexes at the pre-synapse through interactions with both active zone proteins and trans-synaptic adhesion molecules such as liprins-α and neurexins. Mutations in the X-linked CASK gene in humans are largely post-natally lethal in the hemizygous condition and result in microcephaly with pontine and cerebellar hypoplasia (PCH) as well as optic nerve hypoplasia (ONH) in heterozygous mutations. While CASK has been traditionally regarded as playing a role in CNS development, recent data indicate that it plays a continued role in the maintenance of the adult CNS. Specifically, acute global deletion of Cask in adult mice using a CreER-Tamoxifen system leads to progressive degeneration in motor coordination culminating in profound ataxia several months after tamoxifen injection. This coincides with a progressive deterioration of cerebellar gross morphology. Thus, this presents a unique opportunity to understand the continued role of a gene, previously regarded as developmentally important, in the function of the adult CNS and how this function may differ in a region-specific manner. Recently, it has been demonstrated that progression of ONH in the context of CASK-loss is non-cell autonomous in nature as deleting Cask from retinal ganglion cells themselves does not exacerbate ONH, but deleting it from fibrous astrocytes of the optic nerve does exacerbate ONH. However, when Cask is deleted specifically in granule cells (GCs) using a Calb2 promoter driven Cre recombinase, there appears to be a cell- autonomous death of GCs. This provides an opportunity to examine how underlying etiopathology and functional loss differ in two regions given the same genetic insult. As granule cells are the major excitatory driver of the cerebellum, this project will investigate the progression of granule cell loss, the correlation of granule cell loss to functional motor loss and ataxia, and the electrophysiological implications of loss of the major excitatory driver in an isolated brain region. Further, the project will elucidate whether aberrations in spike-timing and frequency among cerebellar Purkinje cells precede or follow anatomical reductions in granule cell number. The project will also examine whether visual function correlates to optic nerve diameter in models which display ONH but not PCH and vice versa using visual evoked potential recordings from V1 of visual cortex and the dorsal lateral geniculate nucleus of the thalamus. Finally, the study will determine molecular mechanisms of non-apoptotic or apoptotic cell death underlying loss of GCs. Thus, the study will investigate differing causes and functional consequences with region-specificity in the context of a single genetic insult using Cask deletion as a test-case.
项目摘要 了解中枢神经系统(CNS)的不同区域受到遗传损伤的影响至关重要 促进对CNS病理学的研究,该病理在美国呈现了一个主要的公共卫生伯恩。 小脑和视神经是两个这样的区域,在大多数情况下,它们不成比例不足 人类桶基因突变的。木桶是一种神秘的多域脚手架蛋白,起着重要的作用 通过与活性区蛋白质相互作用和 反式突触粘合剂分子,例如脂肪 - α和神经毒素。 X连锁木桶基因中的突变 人类在半合理状态下主要是在后期致命的,并导致蓬蒂恩和 小脑发育不全(PCH)以及杂合突变中的视神经发育不全(ONH)。 虽然传统上被认为CASK在CNS开发中起着作用,但最近的数据表明 它在维持成人中枢神经系统中起着持续的作用。具体而言,急性全球删除桶装 使用CRER-TAMOXIFEN系统的成年小鼠导致运动协调性逐渐变性 罗昔着这昔佛剂注射几个月后,在深刻的共济失调中达到高潮。这与进步的 小脑总形态的恶化。这是一个独特的机会来了解 一个基因的持续作用,以前被认为在成人中枢神经系统的功能中被认为是重要的重要作用 该函数如何以特定区域的方式有所不同。 最近,已经证明,在桶式流浪的背景下,ONH的进展是非细胞的 自然本质上的自主是从视网膜神经节细胞中删除桶子本身不会加剧,而是会加剧 从视神经的纤维星形胶质细胞中删除它会加剧。但是,当木桶被删除时 特别是使用CalB2启动子驱动的CRE重组酶在颗粒细胞(GCS)中,似乎有一个细胞 GCS的自主死亡。这提供了一个机会来检查基本病理学和功能 鉴于相同的遗传损伤,两个区域的损失差异。因为颗粒细胞是主要令人兴奋的驱动力 小脑,该项目将研究颗粒细胞损失的进展,颗粒细胞损失与 功能性运动损失和共济失调,以及主要兴奋驱动器丧失的电生理学意义 在孤立的大脑区域。此外,该项目将阐明尖峰和频率的畸变是否存在 在小脑Purkinje细胞中,或遵循颗粒细胞数的解剖学减少。该项目将 还要检查视觉功能是否与显示ONH但不显示的模型中的视神经直径相关 PCH和VICE VESA使用视觉诱发的潜在录音,来自Visual Cortex和背侧侧面的V1 丘脑的基因核。最后,该研究将确定非凋亡或 GCS的凋亡细胞死亡损失。这是研究将研究分化原因和功能 在单个遗传侮辱的背景下,使用木桶缺失作为测试案例的后果。

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 }}

Paras Patel其他文献

Paras Patel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 }}

相似国自然基金

去泛素化酶USP5调控P53通路在伴E2A-PBX1成人ALL的致病机制研究
  • 批准号:
    81900151
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
核基质结合区蛋白SATB1调控CCR7抑制急性T淋巴细胞白血病中枢浸润的作用与机制
  • 批准号:
    81870113
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    55.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
成人及儿童急性淋巴细胞白血病的基因组转录组生物信息学分析方法建立及数据分析
  • 批准号:
    81570122
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
NR3C1基因突变在成人急性淋巴细胞白血病耐药与复发中的作用与机制研究
  • 批准号:
    81470309
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    75.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
儿童和成人急性T淋巴细胞白血病中miRNA和转录因子共调控网络的差异性研究
  • 批准号:
    31270885
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Risk Factors for Chronic Memory Problems after Traumatic Brain Injury
脑外伤后慢性记忆问题的危险因素
  • 批准号:
    10424632
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.55万
  • 项目类别:
Risk Factors for Chronic Memory Problems after Traumatic Brain Injury
脑外伤后慢性记忆问题的危险因素
  • 批准号:
    10554096
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.55万
  • 项目类别:
Investigating the role of apoptosis regulation in cancer therapy-induced vascular toxicities
研究细胞凋亡调节在癌症治疗引起的血管毒性中的作用
  • 批准号:
    10537996
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.55万
  • 项目类别:
Mechanisms and blood-based biomarkers of intergenerational neurobehavioral effects of general anesthetics
全身麻醉药代际神经行为效应的机制和血液生物标志物
  • 批准号:
    10538703
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.55万
  • 项目类别:
Effects of Developmental Ethanol Exposure on Cerebellar Microglia and Purkinje Cells
发育期乙醇暴露对小脑小胶质细胞和浦肯野细胞的影响
  • 批准号:
    10533906
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.55万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了