Mechanisms of mechanosensory transduction in Merkel cells

默克尔细胞的机械感觉转导机制

基本信息

  • 批准号:
    9276568
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 55.99万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2004
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2004-03-01 至 2021-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

 DESCRIPTION (provided by applicant): The sense of touch is vital for our survival, as it is essential for purposes as simple as picking up a fork and as complex as bonding with a newborn. Despite its importance for accomplishing basic tasks, the molecular and cellular mechanisms that convert a force on the skin into a neural signal are poorly understood. The long term goal of this research is to elucidate how receptors in the skin convert a touch stimulus into a neural signal to inform our brains about the physical world. We use Merkel cell-neurite complexes, which are conserved discriminative touch receptors, as a model to study these processes. Merkel cells are epithelial derived target cells that contact the endings of sensory neurons that send information to the central nervous system. Stimulating these Merkel cell-neurite complexes generates slowly adapting type I responses, which are important for detecting object features such as edges and curvature. Our previous studies revealed that Merkel cells directly sense mechanical force and convey this information to the underlying sensory neurons. The molecules that govern this process are completely unknown. Numerous molecules involved in synaptic transmission and neurotransmitters have been identified in Merkel cells, yet attempts to identify signaling mechanisms in vivo have yielded contradictory results. Thus, the objective of this research is to identify mechanisms by which Merkel cells convey tactile information to the nervous system. We will accomplish this goal by using an innovative combination of transgenic mice, optogenetics, in vitro and ex vivo physiology, and behavioral studies. Our central hypothesis is that Merkel cells release neurotransmitters at TeNT-sensitive SNARE-dependent chemical synapses to excite firing in tactile afferents. In Aim 1, we will determine whether Merkel cells employ TeNT-sensitive SNARE-mediated vesicular release. Aim 2 will identify the neurotransmitter or neuromodulatory pathways that excite Merkel-cell afferent neurons. These studies will yield fundamental insights into peripheral tactile mechanisms, which is essential to advance basic knowledge of principles that govern encoding of somatic senses.
 描述(由适用提供):触摸感对我们的生存至关重要,因为这对于像捡起叉子和与新生儿结合一样复杂的目的至关重要。尽管对完成基本任务的重要性很重要,但对皮肤上的力转化为神经信号的分子和细胞机制知之甚少。这项研究的长期目标是阐明皮肤中的受体如何将触摸刺激转化为神经信号,以告知我们的大脑有关物理世界。我们使用默克尔细胞神经岩复合物(保守的判别触摸受体)作为研究这些过程的模型。默克尔细胞是接触感官神经元末端的上皮细胞,这些靶细胞将信息发送到中枢神经系统。刺激这些默克尔细胞神经突配合物会产生缓慢的I型响应,这对于检测边缘和曲率等对象特征很重要。我们先前的研究表明,默克尔细胞直接感知机械力并将这些信息传达给潜在的感觉神经元。控制这一过程的分子是完全未知的。在默克尔细胞中已经鉴定出参与突触传播和神经递质涉及的许多分子,但是在体内识别信号传导机制的尝试产生了矛盾的结果。这是这项研究的目的是确定默克尔细胞向神经系统传达触觉信息的机制。我们将通过使用转基因小鼠,光遗传学,体外和离体生理学以及行为研究的创新组合来实现这一目标。我们的中心假设是,默克尔细胞在帐篷敏感的依赖性的化学突触中释放神经递质,以激发触觉传播的发射。在AIM 1中,我们将确定Merkel细胞员工帐篷敏感介导的囊泡释放是否。 AIM 2将识别激发默克尔细胞传入神经元的神经递质或神经调节途径。这些研究将产生对外围触觉的基本见解 机制,这对于促进控制躯体感觉编码的原理的基本知识至关重要。

项目成果

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