Stable Isotope Approaches to the Understanding of Potassium Homeostasis

稳定同位素方法了解钾稳态

基本信息

  • 批准号:
    10431555
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 26.17万
  • 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:
    2022-03-15 至 2024-02-29
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary Potassium (K+) homeostasis is critical for normal cardiovascular and neuromuscular function, and disturbances in K+ homeostasis (e.g., hyperkalemia) can lead to life-threatening cardiovascular events. Extracellular K+ homeostasis is maintained by renal and extrarenal mechanisms. The kidneys have a remarkable capacity to regulate K+ excretion to match K+ intake, playing the major role in maintaining chronic K+ balance. In addition, extrarenal tissues (mainly skeletal muscle, the major K+ store) provide K+ buffering capacity by shifting K+ between the extracellular and intracellular fluids. Furthermore, gut sensing of dietary K+ appears to generate signals for regulating renal K+ excretion and extrarenal K+ shift. Thus, extracellular K+ homeostasis involves multiple organs and tissues, their adaptation to dietary K+ intake, and crosstalk among them. Despite marked progress in this field in recent decades, many critical issues concerning K+ homeostatic mechanisms remain unresolved due to a lack of appropriate methodology. A main limitation in studies of extracellular K+ homeostasis is an inability to quantify K+ fluxes in vivo. Although previous studies quantified K+ fluxes using 86Rb, a radioactive tracer for K+, radioactivity exposure and short half-life of 86Rb have limited its use to in vitro studies. Stable isotopes of a wide range of elements have been used to quantify fluxes of various substrates or blood constituents in vivo. However, in spite of the existence of two stable isotopes of K+ in nature (39K, 93.3% and 41K, 6.7%), this approach has not been applied to the study of K+ homeostasis in vivo due to analytical limitations. Dr. John Higgins, a geochemist at Princeton University, developed analytical methods for determining the ratio of stable K+ isotopes (41K/39K) in natural samples using inductively coupled plasma mass spectrometry. This state-of-the-art technology provides the opportunity to determine K+ fluxes in vivo using stable isotopes (i.e., without using radioactive tracers). The objective of the current proposal is to develop and validate this new approach for estimating whole-body K+ fluxes in vivo and extend it to assess K+ transport activities in individual tissues. If successfully developed, these new cutting-edge approaches will open new doors to answering important questions and filling gaps in K+ homeostatic mechanisms in vivo. These stable isotope approaches will be highly innovative, as they allow whole-body and in vitro K+ flux analyses that were infeasible with any conventional approaches, including those with 86Rb.
项目概要 钾 (K+) 稳态对于正常心血管和神经肌肉功能至关重要,并且 K+ 稳态紊乱(例如高钾血症)可导致危及生命的心血管事件。 细胞外 K+ 稳态由肾脏和肾外机制维持。肾脏有非凡的作用 调节 K+ 排泄以匹配 K+ 摄入量的能力,在维持慢性 K+ 平衡中发挥着重要作用。在 此外,肾外组织(主要是骨骼肌,主要的 K+ 储存)通过转移提供 K+ 缓冲能力 细胞外液和细胞内液之间的 K+。此外,肠道对膳食 K+ 的感知似乎会产生 调节肾 K+ 排泄和肾外 K+ 转移的信号。因此,细胞外 K+ 稳态涉及 多个器官和组织、它们对膳食 K+ 摄入量的适应以及它们之间的串扰。尽管标有 尽管近几十年来该领域取得了进展,但有关 K+ 稳态机制的许多关键问题仍然存在 由于缺乏适当的方法而未能解决。细胞外 K+ 稳态研究的主要局限性 无法量化体内 K+ 通量。尽管之前的研究使用 86Rb(一种放射性物质)来量化 K+ 通量。 K+ 示踪剂、放射性暴露和 86Rb 的半衰期短限制了其在体外研究中的使用。稳定的 多种元素的同位素已用于量化各种底物或血液的通量 体内的成分。然而,尽管自然界中存在两种稳定的 K+ 同位素(39K、93.3% 和 41K, 6.7%),由于分析限制,该方法尚未应用于体内 K+ 稳态的研究。 普林斯顿大学地球化学家约翰·希金斯博士开发了确定该比率的分析方法 使用电感耦合等离子体质谱法测定天然样品中的稳定 K+ 同位素 (41K/39K)。这 最先进的技术提供了使用稳定同位素(即, 不使用放射性示踪剂)。当前提案的目标是开发和验证这一新的 体内估计全身 K+ 通量的方法,并将其扩展到评估个体 K+ 转运活动 组织。如果成功开发,这些新的尖端方法将为回答问题打开新的大门 体内 K+ 稳态机制的重要问题和填补空白。这些稳定同位素方法 将具有高度创新性,因为它们可以进行全身和体外 K+ 通量分析,而这是任何方法都无法实现的 传统方法,包括 86Rb 的方法。

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 }}

JANG H. YOUN其他文献

JANG H. YOUN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('JANG H. YOUN', 18)}}的其他基金

Stable Isotope Approaches to the Understanding of Potassium Homeostasis
稳定同位素方法了解钾稳态
  • 批准号:
    10592405
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 26.17万
  • 项目类别:
Soluble epoxide hydrolase: assessment of in vivo activity and regulation by gut microbiota
可溶性环氧化物水解酶:体内活性评估和肠道微生物群的调节
  • 批准号:
    10204615
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 26.17万
  • 项目类别:
Soluble epoxide hydrolase: assessment of in vivo activity and regulation by gut microbiota
可溶性环氧化物水解酶:体内活性评估和肠道微生物群的调节
  • 批准号:
    10377514
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 26.17万
  • 项目类别:
Soluble epoxide hydrolase: assessment of in vivo activity and regulation by gut microbiota
可溶性环氧化物水解酶:体内活性评估和肠道微生物群的调节
  • 批准号:
    10580709
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 26.17万
  • 项目类别:
Mechanism of HPA Axis Activation: Role of Nicotinic Acid Receptor in the Brain
HPA 轴激活机制:烟酸受体在大脑中的作用
  • 批准号:
    8225242
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 26.17万
  • 项目类别:
A Novel Mechanism of HPA Axis Activation: Role of Nicotinic Acid Receptor in the
HPA 轴激活的新机制:烟酸受体在
  • 批准号:
    8031153
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 26.17万
  • 项目类别:
REGULATION OF RENAL K+ EXCRETION BY GUT FACTOR
肠道因子对肾 K 排泄的调节
  • 批准号:
    7638485
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 26.17万
  • 项目类别:
REGULATION OF RENAL K+ EXCRETION BY GUT FACTOR
肠道因子对肾 K 排泄的调节
  • 批准号:
    7528744
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 26.17万
  • 项目类别:
ROLE OF SENSING OF K+ INTAKE IN K+ HOMEOSTASIS
钾摄入量传感在钾稳态中的作用
  • 批准号:
    6708525
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 26.17万
  • 项目类别:
ROLE OF SENSING OF K+ INTAKE IN K+ HOMEOSTASIS
钾摄入量传感在钾稳态中的作用
  • 批准号:
    6841687
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 26.17万
  • 项目类别:

相似国自然基金

本体驱动的地址数据空间语义建模与地址匹配方法
  • 批准号:
    41901325
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
时空序列驱动的神经形态视觉目标识别算法研究
  • 批准号:
    61906126
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
针对内存攻击对象的内存安全防御技术研究
  • 批准号:
    61802432
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
大容量固态硬盘地址映射表优化设计与访存优化研究
  • 批准号:
    61802133
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
IP地址驱动的多径路由及流量传输控制研究
  • 批准号:
    61872252
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Climate Change Effects on Pregnancy via a Traditional Food
气候变化通过传统食物对怀孕的影响
  • 批准号:
    10822202
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 26.17万
  • 项目类别:
Investigating the Effect of FLASH-Radiotherapy on Tumor and Normal Tissue
研究 FLASH 放射治疗对肿瘤和正常组织的影响
  • 批准号:
    10650476
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 26.17万
  • 项目类别:
Clonal hematopoiesis and inherited genetic variation in sickle cell disease
镰状细胞病的克隆造血和遗传变异
  • 批准号:
    10638404
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 26.17万
  • 项目类别:
Functional, structural, and computational consequences of NMDA receptor ablation at medial prefrontal cortex synapses
内侧前额皮质突触 NMDA 受体消融的功能、结构和计算后果
  • 批准号:
    10677047
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 26.17万
  • 项目类别:
Functional, structural, and computational consequences of NMDA receptor ablation at medial prefrontal cortex synapses
内侧前额皮质突触 NMDA 受体消融的功能、结构和计算后果
  • 批准号:
    10677047
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 26.17万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了