Reprogramming Microglial Epigenetic Pathways to Promote Cognitive Recovery after Brain Trauma.

重新编程小胶质细胞表观遗传途径以促进脑外伤后的认知恢复。

基本信息

  • 批准号:
    9884830
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 45.1万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary: Traumatic brain injury (TBI) triggers delayed molecular secondary injury cascades, including chronic neuroinflammation, that contribute to progressive tissue loss and neurological deficits, including dementia. We have shown that microglia are chronically activated for months-to-years following experimental TBI in mice, contributing to progressive neurodegeneration associated with cognitive decline. Microglia also undergo changes in their activation profile that may contribute to cognitive decline during neurodegenerative diseases, including Alzheimer’s disease (AD) and dementias of non-AD type. An important component of these pathological states is the maladaptive transformation of microglia from a neurorestorative/neuroprotective phenotype to a persistent, dysfunctional neurotoxic activation state. Our new studies show that microglia isolated from chronically injured brain display deficits in phagocytosis in parallel with elevations of pro-inflammatory cytokines and senescence markers, indicative of a chronic dysfunctional/neurotoxic activation state. Furthermore, we identify specific histone acetylation (H3K9ac) and methylation (H3K27me3) changes in neurotoxic microglia, which implicate intrinsic epigenetic mechanisms as drivers of this chronic phenotype. Importantly, new pilot data show that global removal of microglia from the chronically injured brain by short-term administration of a CSF1R inhibitor (PLX5622) starting at 1-month post-injury results in the repopulation of the injured brain with microglia with an anti-inflammatory phenotype. This process of resetting microglial activation after TBI dampens the chronic neuroinflammatory environment and improves long-term motor and cognitive function recovery. Thus, our data indicates that erasing posttraumatic immunological memory, by removing microglia epigenetically programmed toward a neurotoxic activation state, promotes neuroprotective microglial activation responses and improves long-term neurological recovery. Therefore, we hypothesize that moderate- severe TBI induces specific epigenetic mechanisms in microglia that promote a chronic neurotoxic activation state, causing progressive neurodegeneration and cognitive deficits. Moreover, we predict that strategies that eliminate this microglial phenotype and/or targeted inhibition of pro-inflammatory epigenetic mechanisms, even at highly delayed time points after TBI, can substantially improve long-term cognitive recovery. Here, we will use neurobehavioral, immunological, and molecular approaches to test our novel hypotheses as outlined in following specific aims: 1) To elucidate TBI-induced intrinsic epigenetic changes that lead to chronic microglial dysfunction, with a shift toward a pro-inflammatory, neurotoxic phenotype. 2) To demonstrate that microglia that repopulate the injured brain following delayed administration of CSF1R inhibitor are reprogramed toward a neurorestorative and neuroprotective phenotype that improves cognitive function. 3) To determine whether delayed interventions that target specific epigenetic mechanisms promote the neurorestorative/neuroprotective microglial phenotype and improve long-term functional recovery after TBI.
项目摘要:创伤性脑损伤 (TBI) 引发延迟的分子继发性损伤级联反应,包括 慢性神经炎症,导致进行性组织损失和神经功能缺损,包括 我们已经证明,小胶质细胞在实验后数月至数年内会被长期激活。 小鼠脑损伤也会导致与小胶质细胞认知能力下降相关的进行性神经变性。 其激活谱发生变化,可能导致神经退行性疾病期间认知能力下降 疾病,包括阿尔茨海默病 (AD) 和非 AD 类型的痴呆症,这是这些疾病的重要组成部分。 病理状态是小胶质细胞从神经恢复/神经保护状态发生的适应不良转变。 我们的新研究表明,小胶质细胞被分离到持久的、功能失调的神经毒性激活状态。 慢性损伤的大脑显示吞噬作用缺陷,同时促炎细胞增多 细胞因子和衰老标记物,慢性功能障碍/神经毒性激活状态的指标。 此外,我们还发现了特定组蛋白乙酰化 (H3K9ac) 和甲基化 (H3K27me3) 的变化 神经毒性小胶质细胞,这表明内在的表观遗传机制是这种慢性表型的驱动因素。 重要的是,新的试点数据表明,短期内可从慢性损伤的大脑中全面清除小胶质细胞。 从受伤后 1 个月开始施用 CSF1R 抑制剂 (PLX5622) 会导致 具有抗炎表型的小胶质细胞受损的大脑,这是重置小胶质细胞激活的过程。 TBI 抑制慢性神经炎症环境并改善长期运动和认知能力 因此,我们的数据表明,通过消除创伤后免疫记忆。 小胶质细胞表观遗传编程为神经毒性激活状态,促进神经保护性小胶质细胞 激活反应并改善长期神经恢复因此,我们追求的是适度的。 严重的创伤性脑损伤会在小胶质细胞中诱导特定的表观遗传机制,从而促进慢性神经毒性激活 状态,导致进行性神经退行性变和认知缺陷。此外,我们预测该策略会 消除这种小胶质细胞表型和/或有针对性地抑制促炎表观遗传机制,甚至 在TBI后高度延迟的时间点,可以显着改善长期认知恢复,在这里,我们将使用。 神经行为、免疫学和分子方法来测试我们的新假设,如下所述 具体目标:1) 阐明 TBI 诱导的导致慢性小胶质细胞功能障碍的内在表观遗传变化, 向促炎、神经毒性表型转变 2) 证明小胶质细胞重新增殖。 延迟施用 CSF1R 抑制剂后受损的大脑会被重新编程以实现神经恢复 和改善认知功能的神经保护表型 3) 确定是否延迟干预。 针对特定表观遗传机制促进神经恢复/神经保护小胶质细胞表型 并改善 TBI 后的长期功能恢复。

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 }}

ALAN Ira FADEN其他文献

ALAN Ira FADEN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('ALAN Ira FADEN', 18)}}的其他基金

Bidirectional Brain-Gut interactions, chronic neuroinflammation and neurodegeneration after traumatic brain injury
双向脑肠相互作用、脑外伤后慢性神经炎症和神经退行性变
  • 批准号:
    10684129
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 45.1万
  • 项目类别:
Bidirectional Brain-Gut interactions, chronic neuroinflammation and neurodegeneration after traumatic brain injury
双向脑肠相互作用、脑外伤后慢性神经炎症和神经退行性变
  • 批准号:
    10517782
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 45.1万
  • 项目类别:
Mechanism of Inflammatory Related Brain Dysfunction after Spinal Cord Injury
脊髓损伤后炎症相关脑功能障碍的机制
  • 批准号:
    10597985
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 45.1万
  • 项目类别:
Reprogramming Microglial Epigenetic Pathways to Promote Cognitive Recovery after Brain Trauma.
重新编程小胶质细胞表观遗传途径以促进脑外伤后的认知恢复。
  • 批准号:
    10381618
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 45.1万
  • 项目类别:
Mechanism of Inflammatory Related Brain Dysfunction after Spinal Cord Injury
脊髓损伤后炎症相关脑功能障碍的机制
  • 批准号:
    10380183
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 45.1万
  • 项目类别:
Reprogramming Microglial Epigenetic Pathways to Promote Cognitive Recovery after Brain Trauma.
重新编程小胶质细胞表观遗传途径以促进脑外伤后的认知恢复。
  • 批准号:
    10596517
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 45.1万
  • 项目类别:
Role of miR-23a/27 a in secondary injury after TBI
miR-23a/27a在TBI后继发性损伤中的作用
  • 批准号:
    9332481
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 45.1万
  • 项目类别:
Role of miR-23a/27 a in secondary injury after TBI
miR-23a/27a在TBI后继发性损伤中的作用
  • 批准号:
    9760010
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 45.1万
  • 项目类别:
Mechanisms and Modulation of Cell Death in Traumatic Brain Injury
创伤性脑损伤中细胞死亡的机制和调节
  • 批准号:
    8090307
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 45.1万
  • 项目类别:
Combination drug treatment to inhibit multiple cell death pathways after TBI
抑制 TBI 后多种细胞死亡途径的联合药物治疗
  • 批准号:
    7985713
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 45.1万
  • 项目类别:

相似国自然基金

地方感与虚拟地方感的关系研究:情感拓扑论的原理、机制与方法
  • 批准号:
    42371234
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    46 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于个性化音乐的闭环情感脑机接口及其在意识障碍中的应用研究
  • 批准号:
    82302339
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
tDCS缓解老年高孤独感的神经情感机制与个体化效应预测
  • 批准号:
    82371558
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
教室课堂中基于多视觉分析的情感投入检测研究
  • 批准号:
    62307009
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
CXCL10/CXCR3通路介导的神经炎症反应在狼疮脑病认知情感功能障碍中的作用机制研究
  • 批准号:
    82301533
  • 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

Brain Mechanisms of Chronic Low-Back Pain: Specificity and Effects of Aging and Sex
慢性腰痛的脑机制:衰老和性别的特异性和影响
  • 批准号:
    10657958
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.1万
  • 项目类别:
Age-related differences in neurobiological systems supporting emotion
支持情绪的神经生物系统与年龄相关的差异
  • 批准号:
    10606216
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.1万
  • 项目类别:
Pain sensitivity and endogenous pain modulation in autistic adults
自闭症成人的疼痛敏感性和内源性疼痛调节
  • 批准号:
    10574757
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.1万
  • 项目类别:
Multimodal Assessment of Social Disconnection as a Proximal Risk for Suicide Ideation in Late Life
社会脱节作为晚年自杀意念的近端风险的多模式评估
  • 批准号:
    10852290
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.1万
  • 项目类别:
Mechanisms underlying age-based stereotype threat effects
基于年龄的刻板印象威胁效应的潜在机制
  • 批准号:
    10727593
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.1万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了