Integrative omics analysis of pain/stress impact on mitochondrial function and neurodevelopment in preterm infants

疼痛/压力对早产儿线粒体功能和神经发育影响的综合组学分析

基本信息

  • 批准号:
    10389059
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.55万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-01-06 至 2023-01-05
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Abstract Each year, approximately 15 million infants are born prematurely (<37 weeks gestational age) worldwide. More than 300 necessary but invasive procedures during their average neonatal intensive care (NICU) stay may induce neurodevelopment impairments that may persist in their childhood and even adulthood. Although mitochondrial dysfunction was found associate with pain/stress and neuropathological conditions, there lacks evidence in neonatal population, and the biological mechanisms of sex-related differences in infants’ pain is unknown. The applicant’s preliminary study in preclinical models showed that stress caused by exercise induce mitochondrial biogenesis majorly through PGC-1a/Akt pathway and over-exposure to reactive oxygen species (ROS) causes mitochondrial dysfunction and mitophagy. We hypothesis that pain/stress experience during preterm infants’ early life will affect mitochondrial function/dysfunction and therefore influence the neurobehavioral outcomes from NICU stay over one year of life. The proposed 2-year training and research study will conduct a secondary analysis using infant data and samples during NICU stay and at 8-12 months corrected age (CA) from a large prospective longitudinal study (NR016928, PI: Cong). The applicant will examine: 1) the relationships between levels of pain/stress and expression levels of PGC-1 family, AMPK, SIRT-1 and GCN5 genes related to mitochondrial function/dysfunction during NICU stay and 8-12 months CA; 2) the relationships between levels of pain/stress and protein levels of PGC-1 family phosphorylation, acetylation and O-GlcNAcylation during NICU stay and 8-12 months CA; and 3) the associations of infant sex, levels of pain/stress, expression levels of transcriptome and proteome related to mitochondrial function/dysfunction with neurobehavioral outcomes over time. The applicant will randomly select 25 preterm infants from each sex subgroup from the parents R01 study (N=50). Primary measures include: daily pain/stress events (NICU Infant Stressor Scale [NISS]) during NICU stay; neurobehavioral outcomes (NICU Network Neurobehavioral Scale [NNNS]) at 36-38 weeks CA; Bayley Scale of Infant Development III test at 8- 12 months CA; gene expression of PGC-1 family (PGC-1α, PGC-1β and PGC-1-related coactivator [PRC]), AMPK, SIRT-1 and GCN5 and PGC-1 family phosphorylation, acetylation and O-GlcNAcylation at 36-38 weeks CA and 8 -12 months CA. Funding from this NRSA F31 grant will provide the support for Ms. Zhao’s dissertation research project, enrollment in relevant courses, training, workshops, and seminars, conferences and obtaining hands-on practice and expert mentorship.
抽象的 全世界每年约有 1500 万婴儿早产(胎龄<37 周)。 平均在新生儿重症监护 (NICU) 住院期间可能会进行超过 300 次必要但侵入性的手术 诱发神经发育障碍,这种障碍可能会持续到儿童期甚至成年期。 研究发现线粒体功能障碍与疼痛/压力和神经病理状况有关,但缺乏 新生儿群体的证据表明,婴儿疼痛性别相关差异的生物学机制是 申请人的临床前模型初步研究表明,运动引起的压力会诱发。 线粒体生物发生主要通过 PGC-1a/Akt 途径和过度暴露于活性氧 (ROS)导致线粒体功能障碍和线粒体自噬,我们假设在过程中经历疼痛/压力。 早产儿的早期生活会影响线粒体功能/功能障碍,从而影响 NICU 的神经行为结果可维持一年以上。建议进行 2 年的培训和研究。 研究将使用 NICU 住院期间以及 8-12 个月时的婴儿数据和样本进行二次分析 来自大型前瞻性纵向研究(NR016928,PI:Cong)的校正年龄(CA)。 检查:1) 疼痛/压力水平与 PGC-1 家族、AMPK 表达水平之间的关系, SIRT-1 和 GCN5 基因与 NICU 住院期间和 8-12 个月 CA 期间线粒体功能/功能障碍相关; 2) 疼痛/压力水平与 PGC-1 家族磷酸化蛋白水平之间的关系, NICU 住院期间和 8-12 个月 CA 期间的乙酰化和 O-GlcNAcNA 酰化;以及 3) 婴儿性别的关联; 疼痛/压力水平、线粒体相关转录组和蛋白质组表达水平 随着时间的推移,申请人将随机选择 25 名早产儿。 来自父母 R01 研究的每个性别亚组的婴儿(N=50) 主要措施包括:每天。 NICU 住院期间的疼痛/应激事件(NICU 婴儿应激量表 [NISS]); 网络神经行为量表 [NNNS])在 36-38 周 CA;贝利婴儿发育量表 III 测试在 8 周 12 个月 CA;PGC-1 家族(PGC-1α、PGC-1β 和 PGC-1 相关共激活因子 [PRC])的基因表达, 36-38 周时的 AMPK、SIRT-1 和 GCN5 以及 PGC-1 家族磷酸化、乙酰化和 O-GlcNAc 酰化 CA 和 8 -12 个月的 CA 的 NRSA F31 赠款将为赵女士提供支持。 论文研究项目、参加相关课程、培训、讲习班、研讨会、会议 并获得实践实践和专家指导。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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