Optically mapping tissue biomechanics during neural tube closure

神经管闭合过程中光学映射组织生物力学

基本信息

  • 批准号:
    10540467
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.56万
  • 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:
    2022-08-03 至 2024-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary This project features the development of advanced photonic technology to attack a major unmet challenge in developmental biology. Embryonic morphogenesis results from a complex combination of gene expression, biochemical signaling, and biomechanics. While methods to evaluate the first two are well established, our knowledge of biomechanics of the embryo morphogenesis is poorly understood because of the lack of technical approaches. Elucidating the biomechanics underlying morphogenesis is essential towards understanding the interplay between mechanical regulation, gene expression and tissue patterning that drive embryogenesis, and will potentially lead to exciting innovations in therapeutic strategies and diagnostics for developmental defects. Current technology for tissue elasticity measurement is slow and invasive, thus cannot measure mechanical properties within living 3D embryonic tissue in-situ. This project will develop an all-optical approach (line-scanning Brillouin microscopy, LSBM) to fulfill this unmet need. LSBM allows rapid 3D mapping of the elasticity of embryonic tissue in-situ with high-resolution, non-invasive, and non-contact manner. After technology validation, I will use this technique to address an open question of the development field related to the role of tissue biomechanics in the process of neural tube closure. The central hypothesis of this grant is that the neural tube defect is related to the altered mechanical properties of tissue. Specifically, I will investigate the role of cellular activities, such as apical constriction, in the stiffness change of tissue during different stages of neurulation and specific genetic factors contribute to the abnormal changes in tissue stiffness. This K25 award, through its training and research components, will provide me with the skills to create a strong biological part in my future research, in which I will utilize the enabling technological capabilities to address the important needs in developmental biology. The overall effort will hasten my transition to being an independent investigator at the forefront of the interdisciplinary interface of technology development and biomedical research.
项目摘要 该项目的开发是高级光子技术的发展,以攻击 发展生物学。 胚胎形态发生是基因表达,生化信号传导和 生物力学。虽然评估前两个的方法已经确定,但我们对生物力学的了解 由于缺乏技术方法,因此对胚胎形态发生的理解很少。阐明 形态发生的生物力学对于理解机械之间的相互作用至关重要 调节,基因表达和组织模式,驱动胚胎发生,并有可能导致令人兴奋的 用于发育缺陷的治疗策略和诊断的创新。当前的组织技术 弹性测量缓慢且侵入性,因此无法测量活体3D中的机械性能 胚胎组织原位。该项目将开发全光学方法(线扫描的布里渊显微镜, LSBM)满足了这种未满足的需求。 LSBM允许快速3D映射与胚胎组织的弹性,原位 高分辨率,非侵入性和非接触方式。 在技​​术验证后,我将使用此技术来解决与开发领域相关的公开问题 组织生物力学在神经管闭合过程中的作用。这笔赠款的核心假设是 神经管缺陷与组织的机械特性改变有关。具体来说,我会调查 细胞活性在不同阶段组织刚度变化中的作用,例如顶端收缩 神经和特定的遗传因素有助于组织刚度异常变化。 通过其培训和研究组件,这项K25奖将为我提供创造强大的技能 在我未来的研究中的生物学部分,我将利用有能力的技术能力来解决 发育生物学的重要需求。总体努力将加速我向独立的过渡 在技​​术开发和生物医学研究的跨学科接口的最前沿研究人员。

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)

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