Molecular mechanisms: Dysregulation of monoamine transporters by HIV-1 Tat and cocaine
分子机制:HIV-1 Tat 和可卡因导致单胺转运蛋白失调
基本信息
- 批准号:10343679
- 负责人:
- 金额:$ 51.52万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2013
- 资助国家:美国
- 起止时间:2013-07-01 至 2025-01-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AffectAttentionAttenuatedAutomobile DrivingBehavioralBindingBinding SitesBiological AssayBrainBrain regionCellsChemosensitizationCocaineCocaine AbuseCognitionCognitiveCollaborationsComputer ModelsDataDopamineDoseDrug ModulationDrug usageExposure toFunctional disorderFundingGenetic TranscriptionGoalsGrantHIVHIV-1HIV-associated neurocognitive disorderHomeostasisHumanImpairmentIn VitroIncidenceIndividualInfectionLearningLifeLinkMeasuresMediatingMemoryModelingMolecularMoodsMotivationMusNeurocognitiveNeurocognitive DeficitNeuronsNorepinephrinePathogenicityPatientsPerformancePeriodicityPeripheralPharmacologyPhysiologicalPlayPrefrontal CortexPrevalenceProteinsPublishingQuinazolinesRecombinantsRegulationRewardsRiskRisk FactorsRoleScanningSeriesSeveritiesSignal TransductionSiteSite-Directed MutagenesisSynapsesSynaptosomesSystemTestingTherapeuticTherapeutic InterventionTrans-ActivatorsTransgenic MiceTransgenic OrganismsValidationVirus ReplicationWorkanalogantiretroviral therapybehavioral pharmacologycognitive functionconformational conversiondopamine systemdopamine transporterdopaminergic neurondrug of abusedrug rewardgenetic regulatory proteinimprovedinhibitormolecular dynamicsmonoaminemouse modelmutantneuropathologyneuropsychiatrynoradrenaline transporternovelpatch clamppredictive modelingprotein protein interactionreuptakeserotonin transportertransmission processuptake
项目摘要
Perturbation of dopaminergic transmission is implicated as a risk factor of HIV-1 associated
neurocognitive disorders (HAND). Dopaminergic system plays a causal role in drug rewarding
and modulation of the brain function including cognition. Prefrontal cortex is an important brain
region for higher cognitive function, where norepinephrine transporter (NET) is the primary
mechanism of homeostatic regulation of stable synaptic dopaminergic tone. HIV-1 Tat protein
and cocaine synergistically increase synaptic dopamine levels, thereby producing
neurocognitive impairment. Our initial findings show that in vitro exposure to recombinant Tat1-86
inhibits dopamine and norepinephrine reuptake by dopamine transporter (DAT) and NET and
Tat binds to DAT and NET through a direct protein-protein interaction. We have demonstrated
that Tat-induced inhibition of DAT function is mediated by binding to allosteric binding site(s) on
DAT, not by interacting with the DA uptake site. Accordingly, attenuating Tat binding to DAT
would be expected to have minimal influence on physiological DA transport. Indeed, our recent
findings show that a novel quinazoline series of allosteric modulators decrease cocaine potency
for inhibition of DA uptake and attenuate Tat-induced inhibition of DA reuptake and cocaine
binding by DAT. We hypothesize that Tat, via the unique allosteric modulatory sites, perturbs
the DAT and NET regulatory network that normally sustains concentrative DA or NE transport
and potentiates cocaine’s effect on DAT and NET, resulting in DA/NE-linked neuropsychiatric
dysfunction prominently featured in HAND. We will (Aim 1) Identify the binding sites for Tat in
human NET, and explore allosteric modulation of this transporter by Tat and cocaine; (Aim 2)
determine the pathogenic role of DAT/NET-mediated dopaminergic transmission in inducible Tat
transgenic mice by assessment of Fast-scan cyclic voltammetry and whole cell patch clamp
recording; and (Aim 3) perform proof of concept studies using novel allosteric modulators to
establish their potential for therapeutic application in HAND using integrated computational
modeling, pharmacological, and behavioral approaches. Our long-term goal is to explore new
ways to target DAT/NET for therapeutic interventions to improve neurocognitive dysfunction of
HAND in concurrent cocaine abusers.
多巴胺能传播的扰动被认为是 HIV-1 相关的危险因素
神经认知障碍(HAND)。多巴胺能系统在药物奖赏中起着因果作用。
和调节大脑功能,包括认知。
具有较高认知功能的区域,其中去甲肾上腺素转运蛋白 (NET) 是主要的
稳定突触多巴胺能张力的稳态调节机制。
和可卡因协同增加突触多巴胺水平,从而产生
我们的初步研究结果表明,体外暴露于重组 Tat1-86 会导致神经认知障碍。
抑制多巴胺转运蛋白 (DAT) 和 NET 的多巴胺和去甲肾上腺素再摄取
我们已经证明,Tat 通过直接的蛋白质-蛋白质相互作用与 DAT 和 NET 结合。
Tat 诱导的 DAT 功能抑制是通过与变构结合位点结合介导的
DAT,不通过与 DA 摄取位点相互作用,从而减弱 Tat 与 DAT 的结合。
事实上,我们最近的研究预计对生理 DA 运输影响最小。
研究结果表明,新型喹唑啉系列变构调节剂可降低可卡因的效力
用于抑制 DA 摄取并减弱 Tat 诱导的 DA 再摄取和可卡因抑制
我们勇敢地说,Tat 通过独特的变构调节位点来扰乱。
通常维持集中 DA 或 NE 传输的 DAT 和 NET 监管网络
并增强可卡因对 DAT 和 NET 的影响,导致 DA/NE 相关的神经精神疾病
HAND 中突出的功能障碍我们将(目标 1)识别 Tat 的结合位点。
human NET,并探索 Tat 和可卡因对该转运蛋白的变构调节(目标 2);
确定 DAT/NET 介导的多巴胺能传递在诱导型 Tat 中的致病作用
通过快速扫描循环伏安法和全细胞膜片钳评估转基因小鼠
记录;和(目标 3)使用新型变构调节剂进行概念验证研究
使用集成计算确定其在 HAND 中的治疗应用潜力
我们的长期目标是探索新的建模、药理学和行为方法。
以 DAT/NET 为目标进行治疗干预以改善神经认知功能障碍的方法
向并发可卡因滥用者伸出援手。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Synthesis and biological evaluation of ranitidine analogs as multiple-target-directed cognitive enhancers for the treatment of Alzheimer's disease.
雷尼替丁类似物作为多靶点定向认知增强剂用于治疗阿尔茨海默病的合成和生物学评价。
- DOI:
- 发表时间:2016-11-15
- 期刊:
- 影响因子:2.7
- 作者:Gao, Jie;Midde, Narasimha;Zhu, Jun;Terry, Alvin V;McInnes, Campbell;Chapman, James M
- 通讯作者:Chapman, James M
Viral mechanisms: Tat modulates DAT.
病毒机制:Tat 调节 DAT。
- DOI:
- 发表时间:2015-04
- 期刊:
- 影响因子:14.8
- 作者:Bucci; Mirella
- 通讯作者:Mirella
SRI-32743, a novel allosteric modulator, attenuates HIV-1 Tat protein-induced inhibition of the dopamine transporter and alleviates the potentiation of cocaine reward in HIV-1 Tat transgenic mice.
SRI-32743 是一种新型变构调节剂,可减弱 HIV-1 Tat 蛋白诱导的多巴胺转运蛋白抑制,并减轻 HIV-1 Tat 转基因小鼠中可卡因奖赏的增强。
- DOI:
- 发表时间:2022-12-01
- 期刊:
- 影响因子:4.7
- 作者:Zhu, Jun;Quizon, Pamela M;Wang, Yingying;Adeniran, Charles A;Strauss, Matthew J;Jiménez;Patel, Palak;Cirino, Thomas J;Eans, Shainnel O;Hammond, Haylee R;Deliscar, Laure S;O'Hara, Priscilla;Saini, Surendra K;Ofori, Edward;Vekari
- 通讯作者:Vekari
Molecular Mechanism: ERK Signaling, Drug Addiction, and Behavioral Effects.
分子机制:ERK 信号传导、药物成瘾和行为影响。
- DOI:10.1016/bs.pmbts.2015.10.017
- 发表时间:2016
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Sun WL;Quizon PM;Zhu J
- 通讯作者:Zhu J
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- 作者:
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HIV-1 调节蛋白 Tat 的条件性中枢表达产生小鼠的焦虑样行为
- DOI:
- 发表时间:
2013 - 期刊:
- 影响因子:3.4
- 作者:
Jason J. Paris;Harminder D. Singh;M. Ganno;Pauline Jackson;Jay P. McLaughlin - 通讯作者:
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