Optical montoring of modulatory neurotransmitter levels using new infrared nanonsensors
使用新型红外纳米传感器光学监测调节神经递质水平
基本信息
- 批准号:9404816
- 负责人:
- 金额:$ 13.84万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-07-01 至 2019-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AcuteAnimalsAreaAttentionAxonBehaviorBehavioralBindingBiologyBrainCalciumCalibrationCarbonCellsCorpus striatum structureCuesDataDecision MakingDetectionDevelopmentDiseaseDopamineEffectivenessElectrophysiology (science)Extracellular SpaceEyeFunctional ImagingFutureGlutamatesGoalsGrantGray unit of radiation doseHealthImageIn VitroInjection of therapeutic agentLearningLightMeasurementMeasuresMental DepressionMental disordersMethodsMonitorMoodsMusNanotubesNeocortexNeurobiologyNeurosciencesNeurotransmittersNorepinephrineOptical MethodsOpticsOutcomeParkinson DiseasePerformancePeriodicityPharmaceutical PreparationsPharmacologyPlayPolymersPreparationProblem SolvingProcessPropertyProteinsPsychiatristRewardsRodentRoleScanningSchizophreniaSerotoninSignal TransductionSliceStructureSurfaceTechnologyTestingTimeTranslatingVertebral columnaddictionawakebaseblinddensitydesignexperimental studyfrontal lobeimaging systemin vivoin vivo imaginginterestmouse modelnanosciencenanosensorsnervous system disorderneural circuitneuronal cell bodyneurotransmissionoptical sensorratiometricrelating to nervous systemresponsesensorsingle walled carbon nanotubetool
项目摘要
PROJECT SUMMARY
Dopamine, norepinephrine, and serotonin are major modulatory neurotransmitters that are implicated in a wide
variety of psychiatric and neurological disorders, including addiction. Our available methods to quantify the
dynamics of these neurotransmitters in extracellular space are not as fast, sensitive, direct or as clean as we
would like. Here we propose to leverage recent progress in nanoscience to solve this problem by moving new
near infrared (nIR) nanosensor technology from the nanoscientists' bench into the neurobiologists' rig. For
ease of calibration and strong relevance to addiction, we will start with a dopamine nanosensor. We will
integrate new nIR nanosensor tools with existing imaging and recording methods in brain slices and intact mice
to enable greater understanding of the biology of modulatory neurotransmission. In Specific Aim 1, we plan to
develop and calibrate the use of dopamine sensitive nanosensors for ex vivo detection of evoked dopamine
release in striatal and frontal cortex brain slices. In Specific Aim 2 we will test the feasibility of using these
sensors over long time scales in vivo. In Specific Aim 3, we will image nanosensor response to evoked
dopamine release in vivo in intact and potentially awake behaving mice. Our goal is to set the stage to optically
monitor dopamine and other neurotransmitter levels in vivo, in response to cues and rewards in conditions
which induce reward prediction error in mouse models of health and disease. Development and dissemination
of the dopamine nanosensor alone will greatly inform our understanding of substances with abuse potential
and the effects of a broad variety of pharmacological agents. Experimental data collected using the dopamine
nanosensor will then be applied to facilitate development of the norepinephrine and serotonin sensors. Our
ultimate goal is to develop methods for measuring dopamine, norepinephrine, and serotonin in the cortex in
vivo simultaneously. New infrared nanosensors have the potential to greatly advance our understanding of the
brain, granting us new eyes to see modulatory neurotransmission in real time.
项目概要
多巴胺、去甲肾上腺素和血清素是主要的调节神经递质,与广泛的神经递质有关。
各种精神和神经疾病,包括成瘾。我们可用的方法来量化
这些神经递质在细胞外空间的动态并不像我们那么快速、敏感、直接或干净
想。在这里,我们建议利用纳米科学的最新进展,通过移动新的技术来解决这个问题
近红外 (nIR) 纳米传感器技术从纳米科学家的工作台转移到神经生物学家的设备中。为了
由于易于校准且与成瘾密切相关,我们将从多巴胺纳米传感器开始。我们将
将新的近红外纳米传感器工具与脑切片和完整小鼠的现有成像和记录方法相结合
以便更好地了解调节神经传递的生物学。在具体目标 1 中,我们计划
开发和校准多巴胺敏感纳米传感器的使用,用于体外检测诱发的多巴胺
释放在纹状体和额叶皮层脑切片中。在具体目标 2 中,我们将测试使用这些的可行性
体内长时间尺度的传感器。在具体目标 3 中,我们将对纳米传感器对诱发的响应进行成像
完整且可能清醒的行为小鼠体内多巴胺释放。我们的目标是为光学奠定基础
监测体内多巴胺和其他神经递质水平,以响应条件下的提示和奖励
这会导致小鼠健康和疾病模型中的奖励预测错误。开发与传播
仅多巴胺纳米传感器的研究将极大地帮助我们了解具有滥用潜力的物质
以及多种药物的作用。使用多巴胺收集的实验数据
然后,纳米传感器将用于促进去甲肾上腺素和血清素传感器的开发。我们的
最终目标是开发测量大脑皮层中多巴胺、去甲肾上腺素和血清素的方法
体内同时。新型红外纳米传感器有可能极大地增进我们对红外光谱的理解
大脑,赋予我们新的眼睛来实时观察调节性神经传递。
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 }}
Linda E Wilbrecht其他文献
Linda E Wilbrecht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('Linda E Wilbrecht', 18)}}的其他基金
Strengths and weaknesses in learning in mice with ASD risk genes
具有 ASD 风险基因的小鼠在学习方面的优势和劣势
- 批准号:
10753864 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 13.84万 - 项目类别:
Tail of the striatum and regulation of exploratory behavior in a wild mouse
野生小鼠纹状体尾部和探索行为的调节
- 批准号:
10753855 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 13.84万 - 项目类别:
The function of dopamine and striatal neurons in guiding behavior in uncertain environments
多巴胺和纹状体神经元在不确定环境中指导行为的功能
- 批准号:
10687838 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 13.84万 - 项目类别:
The function of dopamine and striatal neurons in guiding behavior in uncertain environments
多巴胺和纹状体神经元在不确定环境中指导行为的功能
- 批准号:
10460159 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 13.84万 - 项目类别:
The function of dopamine and striatal neurons in guiding behavior in uncertain environments
多巴胺和纹状体神经元在不确定环境中指导行为的功能
- 批准号:
10226990 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 13.84万 - 项目类别:
Effects of adolescent cocaine on frontal spine turnover, synapses and behavior
青少年可卡因对额叶脊柱周转、突触和行为的影响
- 批准号:
8823749 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 13.84万 - 项目类别:
Effects of adolescent cocaine on frontal spine turnover, synapses and behavior
青少年可卡因对额叶脊柱周转、突触和行为的影响
- 批准号:
8650141 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 13.84万 - 项目类别:
Effects of adolescent cocaine on frontal spine turnover, synapses and behavior
青少年可卡因对额叶脊柱周转、突触和行为的影响
- 批准号:
8619608 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 13.84万 - 项目类别:
Effects of adolescent cocaine on frontal spine turnover, synapses, and behavior
青少年可卡因对额叶脊柱周转、突触和行为的影响
- 批准号:
8265876 - 财政年份:2010
- 资助金额:
$ 13.84万 - 项目类别:
Effects of adolescent cocaine on frontal spine turnover, synapses, and behavior
青少年可卡因对额叶脊柱周转、突触和行为的影响
- 批准号:
8434945 - 财政年份:2010
- 资助金额:
$ 13.84万 - 项目类别:
相似国自然基金
臂旁核区域损伤致长时程“昏迷样”动物模型建立及神经机制研究
- 批准号:81901068
- 批准年份:2019
- 资助金额:20.5 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
三江源大型野生食草动物对区域草畜平衡状态影响及管控机制研究
- 批准号:41971276
- 批准年份:2019
- 资助金额:58 万元
- 项目类别:面上项目
基于组蛋白H3K9me3和DNA甲基化修饰协同作用研究早期胚胎发育过程中基因印记区域的调控
- 批准号:31801059
- 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
转录因子Msx1与哺乳动物上腭发育的前-后区域化
- 批准号:31771593
- 批准年份:2017
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:面上项目
家鸽对城市区域大气重金属污染物的暴露响应研究
- 批准号:41701574
- 批准年份:2017
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Feasibility of Using PET Imaging for Detection of Treatment-Induced Changes in Chronic Neuroinflammation Following TBI
使用 PET 成像检测 TBI 后治疗引起的慢性神经炎症变化的可行性
- 批准号:
10703823 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 13.84万 - 项目类别:
Combinatorial cytokine-coated macrophages for targeted immunomodulation in acute lung injury
组合细胞因子包被的巨噬细胞用于急性肺损伤的靶向免疫调节
- 批准号:
10648387 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 13.84万 - 项目类别:
Recruitment of Cerebellar Circuits with Balance Training for Cognitive Rehabilitation in a Mouse Model of Mild Traumatic Brain Injury
在轻度创伤性脑损伤小鼠模型中通过平衡训练募集小脑回路进行认知康复
- 批准号:
10753349 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 13.84万 - 项目类别:
Function interactions between mitogen-activated protein kinases (MAPKs) and SARS-CoV-2
丝裂原激活蛋白激酶 (MAPK) 与 SARS-CoV-2 之间的功能相互作用
- 批准号:
10659904 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 13.84万 - 项目类别: