Engineering Human Brain Neurovascular Niche for Modeling Brain Diseases
工程人脑神经血管生态位以模拟脑疾病
基本信息
- 批准号:10303483
- 负责人:
- 金额:$ 26.48万
- 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:2021-09-01 至 2023-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:3-DimensionalAddressAdherent CultureAlzheimer&aposs DiseaseAlzheimer&aposs disease patientAlzheimer&aposs disease related dementiaArchitectureBiochemicalBioinformaticsBiologicalBiologyBiophysicsBloodBlood - brain barrier anatomyBlood CirculationBlood VesselsBrainBrain DiseasesCardiac OutputCell CommunicationCell SurvivalCellsClinical TrialsComplexCouplingCuesDiseaseEngineeringFailureFunctional disorderFutureGoalsHealthHumanHuman EngineeringImmuneInflammation MediatorsInflammatoryLeadLengthMicrogliaModelingMolecularMonitorMutationNerve DegenerationNeuraxisNeurodegenerative DisordersNeuronsOrganoidsOutcomePathogenesisPathologyPatientsPerfusionPericytesPhenotypePluripotent Stem CellsPre-Clinical ModelPreventionResearchRoleSourceStructureSwedish mutationTechnologyTestingTimeVascular Diseasesaging brainblood-brain barrier disruptioncell typecerebral microvasculatureconditioningdesignhuman pluripotent stem cellimprovedin vivoinduced pluripotent stem cellinsightinterstitialmannervous system disorderneural circuitneuroinflammationneuropathologyneurovascularneurovascular unitprocess optimizationrelating to nervous systemstem cell biologystem cell technologystem cellssuccesssymposiumtherapeutic developmenttherapeutic target
项目摘要
Neurovascular unit (NVU) regulates efficient blood support and neuron functions in the brain. Its dysfunction or
breakdown is associated with a wide variety of neurological disorders including Alzheimer’s disease (AD) and
contribute to both initiating and exacerbating neuropathology. The underlying biological mechanisms, however,
remain insufficiently understood for the design of effective prevention or treatment. The progress in under-
standing these mechanisms has been limited, partially, due to the lack of appropriate and manipulatable pre-
clinical models for human brains that can recapitulate the complex cellular, biophysical and biochemical inter-
actions in human NVUs. To address these challenges, we have established an interdisciplinary team with ex-
pertise in microvascular engineering and vascular biology, and stem cell and neural biology to reconstruct hu-
man brain neurovascular niche for the understanding of NVU functions in both normal and diseased conditions.
We will exploit our synergistic capabilities to generate NVU through brain organoids technology with perfusable
brain microvessels. We will test the hypothesis that the vascular cells and complex neural circuits interact in
both time and space, that perfusable brain microvessels provide maturation cues to the neurons, whereas ge-
netic background of neurons influences the function of both vascular and neuron functions in the NVU. We will
interrogate the molecular and cellular changes of different cell types in vascularized brain organoid and how
this may be relevant to a disease state using AD patient derived iPSCs. Once successful, this project will de-
velop and exploit new vascular engineering technology, stem cell biology and bioinformatics to develop and
understand the structure and function of the neurovascular unit for modeling neurodegenerative diseases,
which further advances therapeutic development.
神经血管单元(NVU)调节大脑中的有效血液支持和神经元功能。
崩溃与多种神经系统疾病有关,包括阿尔茨海默病 (AD) 和
然而,其潜在的生物学机制有助于引发和加剧神经病理学。
对于有效预防或治疗的设计仍缺乏足够的了解。
这些机制的存在受到了限制,部分原因是缺乏适当和可操作的预防措施。
人类大脑的临床模型可以概括复杂的细胞、生物物理和生化相互作用
为了应对这些挑战,我们建立了一个跨学科团队,其中包括前任教授。
专注于微血管工程和血管生物学,以及干细胞和神经生物学来重建人类
人脑神经血管生态位,用于了解正常和患病条件下的 NVU 功能。
我们将利用我们的协同能力,通过脑类器官技术和可灌注的药物来生成 NVU
我们将检验血管细胞和复杂神经回路相互作用的假设。
在时间和空间上,可灌注的脑微血管为神经元提供成熟线索,而基因
神经元的网络背景影响 NVU 中血管和神经元的功能。
探究血管化脑类器官中不同细胞类型的分子和细胞变化以及如何
这可能与使用 AD 患者衍生的 iPSC 的疾病状态有关。 一旦成功,该项目将进一步发展。
发展和利用新的血管工程技术、干细胞生物学和生物信息学来开发和利用
了解用于神经退行性疾病建模的神经血管单元的结构和功能,
这进一步促进了治疗的发展。
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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