Novel Optical Imaging Approach to Study Neurovascular Coupling System

研究神经血管耦合系统的新型光学成像方法

基本信息

  • 批准号:
    10528336
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 43.45万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-09-21 至 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Understanding the relationship between neural activity and Blood-brain barrier (BBB) permeability is important to integrate our knowledge of neurovascular coupling system. Although much effort is focused in understanding the underlying mechanisms that regulate blood flow in response to neural activity5, little is known about how neural activity regulates tissue perfusion. Direct in vivo measurements of Ca2+ dynamics in cerebral blood vessel cells and quantification of BBB permeability have been difficult largely due to technical limitation. Researchers have been using bulky fluorescence-labeled solutes for conventional studies on BBB permeability. However, bulky fluorescence labeling perturbs the structural and functional properties of the biomolecules and suffered from photo bleaching. For these reasons, tiny Raman tagged molecules combined with SRS imaging is ideal for studying BBB permeability in vivo. Here we propose a novel optical imaging approach to determine the relationship between neural activity and BBB permeability in vivo. The main thrust of this proposal is to use a combination of bioorthogonal probed stimulated Raman scattering (SRS), multi-photon fluorescence, and mouse genetics to obtain simultaneous measurements of Ca2+ activity and BBB permeability. Vascular endothelial cells will be labeled with a genetically encoded calcium indicator while bioorthogonal-tagged molecules with specific vibrational modes will be injected into the brain vasculature to measure the BBB permeability, and the relationship between calcium dynamics and permeability of the BBB will be studied. Successful completion of the aims described in this proposal will enable a novel framework for future mechanistic studies of in vivo BBB permeability in animal models for blood vessel development and vasculature diseases.
了解神经活动与血脑屏障(BBB)渗透率之间的关系 整合我们对神经血管耦合系统的知识很重要。虽然付出了很多努力 专注于理解调节血流的基本机制 神经活动5,关于神经活动如何调节组织灌注的知之甚少。直接体内 测量大脑血管细胞中Ca2+动力学的测量和BBB的定量 渗透性很难在很大程度上是由于技术限制。研究人员一直在使用 大量的荧光标记溶质,用于用于BBB渗透性的常规研究。但是,笨重 荧光标记的生物分子的结构和功能特性使 受到照片漂白的困扰。由于这些原因,小拉曼标记了分子 SRS成像是研究体内BBB渗透性的理想选择。在这里,我们提出了一种新颖的光学 成像方法以确定神经活动与BBB渗透性之间的关系 体内。该提案的主要目的是使用刺激的生物正交探测的组合 拉曼散射(SRS),多光子荧光和小鼠遗传学以同时获得 Ca2+活性和BBB渗透性的测量。血管内皮细胞将被标记 具有遗传编码的钙指示剂,而生物正交标记的分子具有特定的 振动模式将被注入大脑脉管系统中,以测量BBB渗透性, 将研究钙动力学和BBB的渗透性之间的关系。 成功完成本提案中描述的目标将使一个新颖的框架 动物模型中体内BBB渗透性的未来机械研究 发育和脉管系统疾病。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Bioorthogonal Stimulated Raman Scattering Imaging Uncovers Lipid Metabolic Dynamics in Drosophila Brain During Aging.
  • DOI:
    10.1089/genbio.2023.0017
  • 发表时间:
    2023-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yajuan Li;Phyllis Chang;Shriya Sankaran;Hongje Jang;Yuhang Nie;Audrey Zeng;Sahran Hussain;Jane Y. Wu;Xu-Qiao Chen;Lingyan Shi
  • 通讯作者:
    Yajuan Li;Phyllis Chang;Shriya Sankaran;Hongje Jang;Yuhang Nie;Audrey Zeng;Sahran Hussain;Jane Y. Wu;Xu-Qiao Chen;Lingyan Shi
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