Early Life Air Pollution Exposures as a Risk Factor for Neurodevelopmental Disorders

生命早期接触空气污染是神经发育障碍的危险因素

基本信息

  • 批准号:
    10197383
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 89.05万
  • 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:
    2021-08-01 至 2029-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

ABSTRACT Numerous studies now report associations between air pollution (AP) exposure and neurodevelopmental disorders (NDDs), including autism spectrum disorder, schizophrenia, and attention deficit disorder, all of which share numerous features. My studies of early postnatal (human 3rd trimester brain equivalent) inhalation exposures to concentrated ambient ultrafine (UFP, considered the most reactive component of AP) particles (CAPS) in mice produced numerous neuropathological and behavioral features of these NDDs and of their shared hypothesized mechanisms, including male bias, providing biological plausibility for the epidemiological studies. Additionally, CAPS exposures markedly elevated brain levels of metals and trace elements, including redox metals (Fe, Cu) as well as S, Ca, and Al, findings indicative of brain metal dyshomeostasis. This proposal seeks to test the overarching hypothesis that AP-induced brain metal dyshomeostasis contributes to male- biased NDD phenotypes via production of neuroinflammation and oxidative stress tested in a series of questions designed to accelerate the understanding of mechanisms, and translational relevance of such effects in 5 key integrated questions emanating from these novel, dramatic and unexpected findings: 1) Are toxic trace element contaminants of UFPs a source of CAPS-induced NDD phenotypic features, specifically elevated brain Fe and S (inhaled Fe nanoparticles and/or SO2) both of which are known neurotoxicants via ferroptotic and oxidative stress mechanisms? 2) What accounts for male bias in UFP-induced neurotoxicity? Does it reflect an earlier colonization of male brain by activated microglia and their interactions with Fe uptake? 3) What are the portals of entry of UFPs into brain? We utilize the precocial African spiny mouse with its extended gestational period relative to the altricial C57 mouse in which 3rd trimester occurs postnatally and can include nasal and olfactory uptake to determine whether the African spiny mouse might serve as a more relevant human model. 4) How does nanoparticle processing in brain subsequently influence/modulate toxicity and does it generate toxic or protective mechanisms e.g., alterations in the ferritin cage? 5) Does post-mortem brain tissue from humans that had been diagnosed with NDDs (Neurobiobank) contain exogenous metal nanoparticles as we see, e.g., with Fe located within damaged myelin in corpus callosum after CAPS? These integrated efforts will begin to elaborate mechanisms of AP-induced NDDs and associated sex differences, to define the most relevant mouse model, and to determine the need to regulate air metal levels for public health protection.
抽象的 目前,大量研究报告了空气污染 (AP) 暴露与神经发育之间的关联 障碍 (NDD),包括自闭症谱系障碍、精神分裂症和注意力缺陷障碍,所有这些 共享许多功能。我对产后早期(人类妊娠第三个月大脑等效)吸入的研究 暴露于浓缩环境超细颗粒(UFP,被认为是 AP 中最具反应性的成分)颗粒 (CAPS) 在小鼠中产生了这些 NDD 及其相关的许多神经病理学和行为特征 共同的假设机制,包括男性偏见,为流行病学提供了生物学上的合理性 研究。此外,CAPS 暴露显着提高了大脑中金属和微量元素的水平,包括 氧化还原金属(Fe、Cu)以及 S、Ca 和 Al,这些结果表明脑金属动态平衡失调。这个提议 旨在检验 AP 诱导的脑金属失衡会导致男性的总体假设 通过在一系列测试中测试的神经炎症和氧化应激的产生而导致 NDD 表型偏向 旨在加速理解机制以及此类效应的转化相关性的问题 这些新颖、戏剧性和意想不到的发现产生了 5 个关键的综合问题:1) 是否含有微量有毒物质 UFP 的元素污染物是 CAPS 诱导的 NDD 表型特征的来源,特别是脑部升高 Fe 和 S(吸入的 Fe 纳米颗粒和/或 SO2)都是已知的神经毒剂,可通过铁死亡和 氧化应激机制? 2) 是什么原因导致UFP引起的神经毒性中男性偏向?它是否反映了 激活的小胶质细胞在男性大脑中的早期定植及其与铁吸收的相互作用? 3)有哪些 UFP 进入大脑的门户?我们利用早熟的非洲刺鼠及其延长的妊娠期 相对于晚熟 C57 小鼠的时期,其中第三个三个月发生在出生后,可以包括鼻和 嗅觉吸收以确定非洲刺鼠是否可以作为更相关的人类模型。 4) 大脑中的纳米颗粒处理随后如何影响/调节毒性以及它是否产生有毒物质 或保护机制,例如铁蛋白笼的改变? 5)死后脑组织是否来自人类 正如我们所见,被诊断为 NDD(Neurobiobank)的细胞含有外源性金属纳米颗粒,例如, CAPS 后 Fe 位于胼胝体受损髓鞘内?这些综合努力将开始 AP 诱导的 NDD 和相关性别差异的详细机制,以确定最相关的小鼠 模型,并确定为了保护公众健康而调节空气金属水平的需要。

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 }}

Deborah A Cory-Slechta其他文献

Deborah A Cory-Slechta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('Deborah A Cory-Slechta', 18)}}的其他基金

Early Life Air Pollution Exposures as a Risk Factor for Neurodevelopmental Disorders
生命早期接触空气污染是神经发育障碍的危险因素
  • 批准号:
    10459253
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 89.05万
  • 项目类别:
Early Life Air Pollution Exposures as a Risk Factor for Neurodevelopmental Disorders
生命早期接触空气污染是神经发育障碍的危险因素
  • 批准号:
    10669673
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 89.05万
  • 项目类别:
Air Pollution, Elevated Brain Iron and Alzheimer's Disease
空气污染、脑铁含量升高和阿尔茨海默病
  • 批准号:
    10285494
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 89.05万
  • 项目类别:
Air Pollution and Male-Biased Psychiatric Disorders
空气污染和男性偏向的精神疾病
  • 批准号:
    10065880
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 89.05万
  • 项目类别:
Air Pollution and Male-Biased Psychiatric Disorders
空气污染和男性偏向的精神疾病
  • 批准号:
    10265538
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 89.05万
  • 项目类别:
Animal Behavior & Neurophysiology
动物行为
  • 批准号:
    10226349
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 89.05万
  • 项目类别:
Animal Behavior & Neurophysiology
动物行为
  • 批准号:
    10633160
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 89.05万
  • 项目类别:
Air Pollution and Male-Biased Psychiatric Disorders
空气污染和男性偏向的精神疾病
  • 批准号:
    10436343
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 89.05万
  • 项目类别:
Animal Behavior & Neurophysiology
动物行为
  • 批准号:
    10085504
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 89.05万
  • 项目类别:
Animal Behavior & Neurophysiology
动物行为
  • 批准号:
    10445286
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 89.05万
  • 项目类别:

相似国自然基金

面向空气污染的室温高性能SnO2基H2S气体传感器研究
  • 批准号:
    62364002
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    35 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
调控金属–石墨化炭电子相互作用促进氧活化及室内空气污染物室温催化消除
  • 批准号:
    22376165
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
空气污染与栖息地变化对生物多样性的影响:基于生态学大数据的经济研究
  • 批准号:
    72303006
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
空气污染和生物钟基因的独立和联合作用对青少年攻击行为发展轨迹的影响及作用机制
  • 批准号:
    82373599
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
双碳目标不同实现路径下空气污染物组分变化对慢性肾脏病的影响研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    20 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

CHaracterizing Effects of Air Quality In Maternal, Newborn and Child Health: The CHEAQI-MNCH Research Project
表征空气质量对孕产妇、新生儿和儿童健康的影响:CHEAQI-MNCH 研究项目
  • 批准号:
    10713481
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 89.05万
  • 项目类别:
EXposomic Profiling in Airway disease to uNravel Determinants of disease in Asthma (EXPAND-Asthma) Center
气道疾病暴露组分析以解开哮喘疾病的决定因素 (EXPAND-Asthma) 中心
  • 批准号:
    10744673
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 89.05万
  • 项目类别:
A Low-Cost Wearable Connected Health Device for Monitoring Environmental Pollution Triggers of Asthma in Communities with Health Disparities
一种低成本可穿戴互联健康设备,用于监测健康差异社区中哮喘的环境污染诱因
  • 批准号:
    10601615
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 89.05万
  • 项目类别:
Leveraging Data Science Applications to Improve Children's Environmental Health in Sub-Saharan Africa (DICE)
利用数据科学应用改善撒哈拉以南非洲儿童的环境健康 (DICE)
  • 批准号:
    10714773
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 89.05万
  • 项目类别:
Synergistic Effects of Stress and Traffic-Related Air Pollution on Cardiovascular Health
压力和交通相关空气污染对心血管健康的协同效应
  • 批准号:
    10560427
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 89.05万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了