Molecular Mechanisms in Vertebrate Midbrain Development
脊椎动物中脑发育的分子机制
基本信息
- 批准号:7030195
- 负责人:
- 金额:$ 32.98万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2006
- 资助国家:美国
- 起止时间:2006-01-01 至 2010-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
DESCRIPTION (provided by applicant): We know very little about the molecular mechanisms underlying the organization of cell-fates and circuitry in the vertebrate midbrain. The midbrain contains important nuclei (dopaminergic, oculomotor and red nuclei) that govern addictive behaviors, eye, limb and voluntary movements. I have shown that during development, these nuclei emerge from stripes of cell-fates (arcs) specified by a source of Sonic Hedgehog (SHH). But my recent findings suggest an as yet unexplored hypothesis: that though sufficient, SHH is not necessary for midbrain specification and that multiple hedgehogs (SHH. Indian, Desert) derived from neural (chick) or extraneural sources (mouse, chick) could jointly pattern the ventral midbrain. How is the multi-ligand HH signal transduced to produce specific midbrain cell-fates? I examine this issue at the level of the HH ligands (Aims 1 and 2) and the final and essential effectors of the HH cascade: the Gli genes (Aim 3). Gli 1,2 and 3 carve out 3 discrete progenitor domains in the midbrain, possibly reflecting a mechanism by which distinct midbrain cell-fates could be specified. Although Shh:Gli gene interactions have been studied in the spinal cord, these studies do not elucidate how important midbrain nuclei (e.g. dopaminergic) develop. The aim of this proposal therefore is to investigate the interactions between multiple HH and multiple Gli genes in specifying midbrain cell-fates. The first aim will explore the role of individual HH genes and all HH signaling by gene expression analyses of the shh-/-, Indian Hedgehog (ihh-/-), shh:ihh-/- and smoothened (smo-/-) mice (where all HH signal is lost). The second aim will determine whether SHH is necessary or if other HH genes are involved in midbrain patterning in acute loss of function experiments in chicks and mice. All HH gene function will be blocked by electroporating negative regulators of HH signaling (Ptc-delta-loop2, HHIP). Next, individual Hh gene function will be blocked in chicks and mice by electroporation of RNA interference (RNAi) constructs. The third aim will examine the role of Gli genes in midbrain patterning. Gli genes will be overexpressed and knocked down (RNAi) in the discrete midbrain domains delineated by Gli gene expression. SHH-Gli gene interactions will be analyzed in the shh-/-, smo-/- and gli3 -/- single and double knockouts by gene expression and the misexpression and knockdown of HH pathway genes in organotypic explants. Finally, midbrain and spinal cord defects in the chick Talpid2 mutant, where the SHH:GLI3 ratio and lateral floor plate specification are perturbed, will be characterized by gene expression. Attempts will be made to rescue the Ta2 mutant by misexpression of candidate Hh pathway genes (SHH, GLI3, DZIP1, HHIP; PTC1, SCUBE2). Significance: A study of the HH-GLI pathway is critical for understanding how the cell fates and circuitry of midbrain neurons, which govern motor and addictive behaviors, are determined. Understanding the specification of midbrain neurons is also crucial to the development of stem cell based therapeutic strategies to combat Parkinson's disease and stroke.
描述(由申请人提供):我们对脊椎动物中脑细胞命运和电路组织的分子机制知之甚少。中脑含有重要的核团(多巴胺能核、动眼核和红核),它们控制成瘾行为、眼睛、肢体和随意运动。我已经证明,在发育过程中,这些细胞核从 Sonic Hedgehog (SHH) 来源指定的细胞命运条纹(弧)中出现。但我最近的发现提出了一个尚未探索的假设:SHH 虽然足够,但对于中脑规范来说并不是必需的,并且源自神经(小鸡)或神经外来源(小鼠、小鸡)的多个刺猬(SHH。印第安人、沙漠)可以共同形成模式腹侧中脑。多配体 HH 信号如何转导以产生特定的中脑细胞命运?我在 HH 配体(目标 1 和 2)以及 HH 级联的最终和重要效应器:Gli 基因(目标 3)水平上研究了这个问题。 Gli 1,2 和 3 在中脑中划分出 3 个离散的祖细胞域,这可能反映了一种可以指定不同中脑细胞命运的机制。尽管 Shh:Gli 基因相互作用已在脊髓中进行了研究,但这些研究并未阐明中脑核团(例如多巴胺能)发育的重要性。因此,该提案的目的是研究多个 HH 和多个 Gli 基因在指定中脑细胞命运方面的相互作用。第一个目标是通过 shh-/-、Indian Hedgehog (ihh-/-)、shh:ihh-/- 和 smoothened (smo-/-) 小鼠的基因表达分析来探索单个 HH 基因和所有 HH 信号传导的作用(所有 HH 信号均丢失)。第二个目标是确定 SHH 是否必要,或者其他 HH 基因是否参与小鸡和小鼠急性功能丧失实验中的中脑模式。所有 HH 基因功能将被电穿孔 HH 信号转导负调控因子(Ptc-delta-loop2,HHIP)阻断。接下来,通过电穿孔 RNA 干扰 (RNAi) 构建体,将阻断小鸡和小鼠中的个体 Hh 基因功能。第三个目标是研究 Gli 基因在中脑模式形成中的作用。 Gli 基因将在 Gli 基因表达所描绘的离散中脑区域中过度表达和敲低 (RNAi)。将通过基因表达以及器官型外植体中 HH 途径基因的错误表达和敲低,在 shh-/-、smo-/- 和 gli3 -/- 单敲除和双敲除中分析 SHH-Gli 基因相互作用。最后,小鸡 Talpid2 突变体中的中脑和脊髓缺陷(其中 SHH:GLI3 比率和侧底板规格受到干扰)将通过基因表达来表征。将尝试通过候选 Hh 通路基因(SHH、GLI3、DZIP1、HHIP;PTC1、SCUBE2)的错误表达来拯救 Ta2 突变体。意义:对 HH-GLI 通路的研究对于理解控制运动和成瘾行为的中脑神经元的细胞命运和回路是如何决定的至关重要。了解中脑神经元的规格对于开发基于干细胞的治疗策略来对抗帕金森病和中风也至关重要。
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 }}
SEEMA AGARWALA其他文献
SEEMA AGARWALA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('SEEMA AGARWALA', 18)}}的其他基金
Molecular Mechanisms in Vertebrate Midbrain Development
脊椎动物中脑发育的分子机制
- 批准号:
7752479 - 财政年份:2006
- 资助金额:
$ 32.98万 - 项目类别:
Molecular Mechanisms in Vertebrate Midbrain Development
脊椎动物中脑发育的分子机制
- 批准号:
7544475 - 财政年份:2006
- 资助金额:
$ 32.98万 - 项目类别:
Molecular Mechanisms in Vertebrate Midbrain Development
脊椎动物中脑发育的分子机制
- 批准号:
7341586 - 财政年份:2006
- 资助金额:
$ 32.98万 - 项目类别:
Molecular Mechanisms in Vertebrate Midbrain Development
脊椎动物中脑发育的分子机制
- 批准号:
7782074 - 财政年份:2006
- 资助金额:
$ 32.98万 - 项目类别:
Molecular Mechanisms in Vertebrate Midbrain Development
脊椎动物中脑发育的分子机制
- 批准号:
7162633 - 财政年份:2006
- 资助金额:
$ 32.98万 - 项目类别:
相似国自然基金
白血病抑制因子在诱导性多能干细胞分化的血管内皮前体细胞抑制动脉内膜增生中的作用
- 批准号:82370415
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
Wtap-m6A上调Hnf4α促进肝祖细胞成熟分化的作用和机制研究
- 批准号:82300710
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
PD1/PD-L1通路调控T细胞分化影响口腔cGVHD进展的机制研究
- 批准号:82370959
- 批准年份:2023
- 资助金额:48 万元
- 项目类别:面上项目
急性肺损伤中Hippo通路调控肺泡中间过渡态上皮细胞再生分化机制研究
- 批准号:82372185
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
骨髓间充质干细胞Setd2通过Uba5介导MDS红系分化的机制研究
- 批准号:82370145
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Molecular Control of Patterning in Early Ear Development
早期耳朵发育模式的分子控制
- 批准号:
7854446 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 32.98万 - 项目类别:
The role of NFI genes in glial cell fate determination
NFI基因在胶质细胞命运决定中的作用
- 批准号:
7114063 - 财政年份:2006
- 资助金额:
$ 32.98万 - 项目类别:
Intrinsic and extrinsic regulation of cranial mesoderm
颅内中胚层的内在和外在调节
- 批准号:
7252622 - 财政年份:2004
- 资助金额:
$ 32.98万 - 项目类别: