Blood-Brain Barrier Ion Transport in Cerebral Ischemia

脑缺血中的血脑屏障离子转运

基本信息

  • 批准号:
    9059450
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 41.68万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2002-08-01 至 2018-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): The long term goal of this project is to identify blood-brain barrier (BBB) ion transporters that mediate ischemia-induced brain edema. During the early hours of ischemic stroke, edema forms in the presence of an intact BBB by a process involving BBB transport of Na and Cl from blood into brain. Our previous studies have shown that Na-K-Cl cotransport (NKCC) and Na/H exchange (NHE), present in the luminal BBB membrane, are stimulated by ischemic factors, including hypoxia, aglycemia and vasopressin (AVP) and that inhibiting BBB NKCC and/or NHE activity reduces brain edema in the rat middle cerebral artery occlusion (MCAO) model of stroke. In preliminary studies we have now found evidence that a BBB Na-HCO3 cotransporter (NBC) constitutes a 3rd prominent BBB Na transporter that is also stimulated during ischemia to substantially participate in cerebral edema formation. This gives us an important additional therapeutic target for reducing the highly injurious early edema formation in ischemic stroke. While our studies indicate that NKCC, NHE and NBC appear to be promising therapeutic targets for reducing edema in otherwise healthy stroke patients, it must be recognized that hyperglycemia, a common co-morbidity in stroke present in ~30% of patients, causes greater cerebral edema and worsened outcome. The underlying mechanisms for this are poorly understood. However, in recent studies we have found that hyperglycemia increases expression and activity of BBB NKCC, NHE and NBC and augments their stimulation by ischemic factors. Further, we have also found evidence that the hyperglycemia exacerbation of brain edema in MCAO is reduced by inhibition of BBB NKCC, NHE and NBC. Our hypothesis is that BBB NKCC, NHE and/or NBC participate in the hyperglycemia-induced augmentation of cerebral edema formation and constitute effective therapeutic targets in hyperglycemic stroke. The first aim is to determine whether NBC protein is present at the luminal BBB membrane and is stimulated by ischemic factors. We will use Western blot and immunoEM to evaluate BBB NBC protein in CMEC and in BBB in situ, and microspectrofluorometry to assess ischemic factor effects on CMEC NBC activity. The second aim is to determine whether hyperglycemic conditions increase expression and activity of BBB NKCC, NHE and/or NBC and augment stimulation of these Na transporters by ischemic factors. We will use Western blot, microspectrofluorometry and radioisotopic flux assays to test the effects of hyperglycemia on CMEC NKCC, NHE and NBC protein and activity. We will also use immunoEM to evaluate NKCC, NHE and NBC in BBB in situ of hyperglycemic rats. The third aim is to determine whether inhibition of BBB NKCC, NHE and/or NBC attenuates ischemia-induced edema in hyperglycemic animals. Here, we will examine the effects of inhibiting BBB NKCC, NHE and NBC on ischemia-induced changes in rat brain Na and water, using nuclear magnetic resonance methods and rats with STZ-induced hyperglycemia. We will also assess the efficacy of NKCC, NHE and NBC inhibitors for reduction of edema when administered after the onset of ischemia.
描述(由申请人提供):该项目的长期目标是识别介导缺血引起的脑水肿的血脑屏障(BBB)离子转运蛋白。在缺血性中风的早期,通过涉及Na和Cl从血液转移到大脑的BBB转运的过程中,在完整的BBB存在下形成了水肿。 Our previous studies have shown that Na-K-Cl cotransport (NKCC) and Na/H exchange (NHE), present in the luminal BBB membrane, are stimulated by ischemic factors, including hypoxia, aglycemia and vasopressin (AVP) and that inhibiting BBB NKCC and/or NHE activity reduces brain edema in the rat middle cerebral artery occlusion (MCAO) model of 中风。在初步研究中,我们现在发现了证据表明,BBB Na-HCO3共转运蛋白(NBC)构成了第三名突出的BBB NA转运蛋白,在缺血期间也刺激了大量参与大脑肿瘤的形成。这为我们提供了一个重要的额外治疗靶标,可以减少缺血性中风中高度伤害的早期水肿形成。虽然我们的研究表明,NKCC,NHE和NBC似乎是减少其他中风患者水肿的有前途的治疗靶标,但必须认识到,高血糖症是约30%的患者中风中常见的共生性,导致大脑水肿和恶化的结果。对此的基本机制知之甚少。但是,在最近的研究中,我们发现高血糖会增加BBB NKCC,NHE和NBC的表达和活性,并通过缺血因素增强其刺激。此外,我们还发现了证据表明,通过抑制BBB NKCC,NHE和NBC,MCAO中脑水肿的高血糖恶化会降低。我们的假设是BBB NKCC,NHE和/或NBC参与了高血糖引起的大脑水肿形成的增强,并构成了高血糖中风的有效治疗靶标。第一个目的是确定在腔内BBB膜上是否存在NBC蛋白,并被缺血因素刺激。我们将使用Western印迹和免疫系统评估CMEC和BBB原位中的BBB NBC蛋白,以及微光谱荧光测定法来评估缺血因素对CMEC NBC活性的影响。第二个目的是确定高血糖条件是否会增加BBB NKCC,NHE和/或NBC的表达和活性,以及​​通过缺血因素对这些NA转运蛋白的增强刺激。我们将使用Western印迹,微光谱荧光法和放射性药物通量测定法来测试高血糖对CMEC NKCC,NHE和NBC蛋白质以及活性的影响。我们还将使用免疫原子来评估BBB的NKCC,NHE和NBC的原位高血糖大鼠。第三个目的是确定抑制BBB NKCC,NHE和/或NBC衰减是否抑制高血糖动物中缺血诱导的水肿。在这里,我们将使用核磁共振方法和具有STZ诱导的高血糖的大鼠来研究抑制BBB NKCC,NHE和NBC对缺血诱导的大鼠脑Na和水变化的影响。我们还将评估NKCC,NHE和NBC抑制剂在缺血发作后施用时降低水肿的功效。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The role of the blood-brain barrier Na-K-2Cl cotransporter in stroke.
血脑屏障 Na-K-2Cl 协同转运蛋白在中风中的作用。
{{ 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 }}

Martha E O'Donnell其他文献

Na-K-Cl cotransport in normal and glaucomatous human trabecular meshwork cells.
正常和青光眼人小梁网细胞中的 Na-K-Cl 共转运。
Regulation of ion pumps and carriers in vascular smooth muscle.
血管平滑肌中离子泵和载体的调节。
  • DOI:
  • 发表时间:
    1994
  • 期刊:
  • 影响因子:
    33.6
  • 作者:
    Martha E O'Donnell;N. E. Owen
  • 通讯作者:
    N. E. Owen

Martha E O'Donnell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('Martha E O'Donnell', 18)}}的其他基金

2004 Barriers of CNS
2004 中枢神经系统障碍
  • 批准号:
    6836684
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 41.68万
  • 项目类别:
Blood-Brain Barrier in Cerebral Ischemia
脑缺血中的血脑屏障
  • 批准号:
    6548741
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 41.68万
  • 项目类别:
Blood-Brain Barrier in Cerebral Ischemia
脑缺血中的血脑屏障
  • 批准号:
    6630370
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 41.68万
  • 项目类别:
Blood-Brain Barrier Ion Transport in Cerebral Ischemia
脑缺血中的血脑屏障离子转运
  • 批准号:
    7871318
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 41.68万
  • 项目类别:
Blood-Brain-CSF Barriers, CNS Homeostasis, Drug Delivery
血脑脑脊液屏障、中枢神经系统稳态、药物输送
  • 批准号:
    6550284
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 41.68万
  • 项目类别:
Blood-Brain Barrier in Cerebral Ischemia
脑缺血中的血脑屏障
  • 批准号:
    6927112
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 41.68万
  • 项目类别:
Blood-Brain Barrier Ion Transport in Cerebral Ischemia
脑缺血中的血脑屏障离子转运
  • 批准号:
    8720068
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 41.68万
  • 项目类别:
Blood-Brain Barrier Ion Transport in Cerebral Ischemia
脑缺血中的血脑屏障离子转运
  • 批准号:
    7526441
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 41.68万
  • 项目类别:
Blood-Brain Barrier Ion Transport in Cerebral Ischemia
脑缺血中的血脑屏障离子转运
  • 批准号:
    8870444
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 41.68万
  • 项目类别:
Blood-Brain Barrier in Cerebral Ischemia
脑缺血中的血脑屏障
  • 批准号:
    6773194
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 41.68万
  • 项目类别:

相似国自然基金

采空区瓦斯爆炸火焰在垮落岩体间的加速与衰减特性研究
  • 批准号:
    52304267
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
多分量背景噪声高阶面波频散与衰减的提取和联合反演研究
  • 批准号:
    42304065
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
多组学技术解析NK细胞免疫应答在HIV病毒库衰减中的作用和机制研究
  • 批准号:
    82371766
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
锂合金负极微观电化学行为对负极内界面离子输运及容量衰减的作用机理
  • 批准号:
    12304029
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
非均质砂岩散射衰减实验测量与微结构散射效应解析
  • 批准号:
    42304144
  • 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

Regulation of intercalated cell function by the mineralocorticoid receptor
盐皮质激素受体对闰细胞功能的调节
  • 批准号:
    10078997
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 41.68万
  • 项目类别:
Regulation of intercalated cell function by the mineralocorticoid receptor
盐皮质激素受体对闰细胞功能的调节
  • 批准号:
    10319975
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 41.68万
  • 项目类别:
Role of gut bacteria and renal lipids in obesity-related kidney disease
肠道细菌和肾脂质在肥胖相关肾脏疾病中的作用
  • 批准号:
    9752559
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 41.68万
  • 项目类别:
Role of gut bacteria and renal lipids in obesity-related kidney disease
肠道细菌和肾脂质在肥胖相关肾脏疾病中的作用
  • 批准号:
    9398774
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 41.68万
  • 项目类别:
The Na+/H+ Exchanger 3, Pressure Natriuresis, and Hypertension
Na /H 交换器 3、压力尿钠和高血压
  • 批准号:
    9336432
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 41.68万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了