Sickle cell disease gut dysbiosis effects on CNS pain processing

镰状细胞病肠道菌群失调对中枢神经系统疼痛处理的影响

基本信息

  • 批准号:
    10452753
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 11.51万
  • 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 2023-01-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Research Summary Pain is the most common complication for patients with sickle cell disease (SCD). Patients with SCD suffer from intense acute pain that is associated with vaso-occlusive episodes and chronic pain which frequently has no obvious pathology. Opioids are the main therapy used to treat SCD pain, despite their negative long-term side effects, lack of efficacy, and associated treatment barriers. In order to develop better therapies for SCD pain, a more mechanistic understanding of the neurobiological basis of SCD pain is needed. Very few studies have characterized the role of the brain in SCD pain, despite patient reports of central sensitization and affective co- morbidities, both of which are correlated with increased SCD pain intensity and frequency. The central nucleus of the amygdala (CeA) is a limbic brain region activated by acute pain, chronic pain, and affective disturbances; increased CeA activity is noted in transgenic SCD mice. Our long-term goal is to identify SCD-related factors that increase CeA neuronal activity and pain-like behaviors in order to develop novel SCD pain therapies. This proposal will examine how the gut microbiome influences CeA activity in SCD. Data from germ-free mice show that an intact gut microbiome is critical for normal amygdala function. The gut microbiome of patients and mouse models with SCD differs from that of healthy controls (i.e. exhibit dysbiosis). Anti- or probiotic manipulation of the gut microbiome changes pain-like behaviors and CeA signaling in SCD mice. The specific aims of this proposal will examine the neuronal mechanisms underlying these changes. In Specific Aim 1, we will use fiber photometry to measure background and pain-evoked CeA activity in the following conditions: (A) pseudo- germfree mice recolonized with SCD fecal material, (B) SCD mice that received longitudinal penicillin treatment, and (C) SCD mice that underwent vagotomy surgery. These experiments will allow us to determine the extent and mechanism through which SCD gut dysbiosis affects CeA activity. In Specific Aim 2, we will directly manipulate select populations of CeA neurons to determine how each is involved in dysbiosis-related pain. We will first use optogenetics to inhibit activity of select CeA neurons in pseudo-germfree mice recolonized with SCD fecal material. We will then determine if 5HT2A receptor activity in the CeA contributes to SCD dysbiosis-related pain. Finally, we will identify novel neuronal signaling pathways through which the SCD gut microbiome could be driving pain. These experiments will be the foundation for my independent research laboratory which will study the anatomical and chemical basis of nociception in order to develop personalized therapeutics for individuals suffering from SCD and other chronic pain disorders.
研究总结 疼痛是镰状细胞病 (SCD) 患者最常见的并发症。 SCD 患者患有 与血管闭塞发作相关的剧烈急性疼痛和通常无症状的慢性疼痛 明显的病理。阿片类药物是治疗 SCD 疼痛的主要疗法,尽管其长期副作用 影响、缺乏疗效以及相关的治疗障碍。为了开发更好的 SCD 疼痛疗法, 需要对 SCD 疼痛的神经生物学基础有更多的机制了解。很少有研究表明 描述了大脑在 SCD 疼痛中的作用,尽管患者报告有中枢敏化和情感共同作用 发病率,这两者都与 SCD 疼痛强度和频率增加相关。中央核 杏仁核 (CeA) 是由急性疼痛、慢性疼痛和情感障碍激活的边缘脑区域; 在转基因 SCD 小鼠中注意到 CeA 活性增加。我们的长期目标是确定 SCD 相关因素 增加 CeA 神经元活动和疼痛样行为,以开发新型 SCD 疼痛疗法。这 该提案将研究肠道微生物组如何影响 SCD 中的 CeA 活性。来自无菌小鼠的数据显示 完整的肠道微生物组对于正常的杏仁核功能至关重要。患者和小鼠的肠道微生物组 SCD 模型与健康对照模型不同(即表现出生态失调)。抗或益生菌操作 肠道微生物组改变了 SCD 小鼠的疼痛样行为和 CeA 信号传导。本次活动的具体目标 该提案将检查这些变化背后的神经机制。在具体目标 1 中,我们将使用纤维 光度测定法测量以下条件下的背景和疼痛诱发的 CeA 活性:(A) 伪- 用 SCD 粪便材料重新定植的无菌小鼠,(B) 接受纵向青霉素治疗的 SCD 小鼠, (C) 接受迷走神经切断手术的 SCD 小鼠。这些实验将使我们能够确定程度 以及 SCD 肠道菌群失调影响 CeA 活性的机制。在具体目标 2 中,我们将直接 操纵选定的 CeA 神经元群体,以确定每个神经元如何参与与菌群失调相关的疼痛。我们 将首先使用光遗传学抑制重新定植 SCD 的假无菌小鼠中选定的 CeA 神经元的活性 粪便材料。然后我们将确定 CeA 中的 5HT2A 受体活性是否有助于 SCD 生态失调相关 疼痛。最后,我们将确定 SCD 肠道微生物组可以通过哪些新的神经元信号传导途径 造成疼痛。这些实验将成为我的独立研究实验室的基础,该实验室将 研究伤害感受的解剖学和化学基础,以便开发个性化治疗方法 患有 SCD 和其他慢性疼痛疾病的个体。

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 }}

Katelyn Sadler其他文献

Katelyn Sadler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('Katelyn Sadler', 18)}}的其他基金

Sickle cell disease gut dysbiosis effects on CNS pain processing
镰状细胞病肠道菌群失调对中枢神经系统疼痛处理的影响
  • 批准号:
    10747045
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 11.51万
  • 项目类别:
Sickle cell disease gut dysbiosis effects on CNS pain processing
镰状细胞病肠道菌群失调对中枢神经系统疼痛处理的影响
  • 批准号:
    10301896
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 11.51万
  • 项目类别:
Effects of Central Amygdala Lateralization on Descending Control of Bladder Pain
中央杏仁核偏侧化对膀胱疼痛下行控制的影响
  • 批准号:
    8835717
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 11.51万
  • 项目类别:
Effects of Central Amygdala Lateralization on Descending Control of Bladder Pain
中央杏仁核偏侧化对膀胱疼痛下行控制的影响
  • 批准号:
    9127225
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 11.51万
  • 项目类别:
Effects of Central Amygdala Lateralization on Descending Control of Bladder Pain
中央杏仁核偏侧化对膀胱疼痛下行控制的影响
  • 批准号:
    8927343
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 11.51万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于动态信息的深度学习辅助设计成人脊柱畸形手术方案的研究
  • 批准号:
    82372499
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
SMC4/FoxO3a介导的CD38+HLA-DR+CD8+T细胞增殖在成人斯蒂尔病MAS发病中的作用研究
  • 批准号:
    82302025
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
单核细胞产生S100A8/A9放大中性粒细胞炎症反应调控成人Still病发病及病情演变的机制研究
  • 批准号:
    82373465
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
SERPINF1/SRSF6/B7-H3信号通路在成人B-ALL免疫逃逸中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82300208
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
MRI融合多组学特征量化高级别成人型弥漫性脑胶质瘤免疫微环境并预测术后复发风险的研究
  • 批准号:
    82302160
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Sickle cell disease gut dysbiosis effects on CNS pain processing
镰状细胞病肠道菌群失调对中枢神经系统疼痛处理的影响
  • 批准号:
    10747045
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 11.51万
  • 项目类别:
Development of an intranasal, direct to nerve treatment for headache disorders
开发鼻内、直接神经治疗头痛疾病
  • 批准号:
    10382876
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 11.51万
  • 项目类别:
Defining the role of respiratory gland patterning in rhinosinusitis
定义呼吸腺模式在鼻窦炎中的作用
  • 批准号:
    10680552
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 11.51万
  • 项目类别:
Defining the role of respiratory gland patterning in rhinosinusitis
定义呼吸腺模式在鼻窦炎中的作用
  • 批准号:
    10556904
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 11.51万
  • 项目类别:
Sickle cell disease gut dysbiosis effects on CNS pain processing
镰状细胞病肠道菌群失调对中枢神经系统疼痛处理的影响
  • 批准号:
    10301896
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 11.51万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了