TNF-α Signaling in Noise Trauma-Induced PV Neuron Loss and Dysfunction

噪声创伤引起的 PV 神经元丢失和功能障碍中的 TNF-α 信号转导

基本信息

  • 批准号:
    10664648
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 23.03万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-04-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT Noise trauma can lead to loss of parvalbumin-positive inhibitory interneurons in the auditory cortex, which is associated with audiotory processing deficit and tinnitus in rodent models. The mechanisms underlying noise- induced PV neuron loss are unknown. We propose to examine the hypothesis that differential activation of TNFR1 and TNFR2 in cortical PV neurons determines the fate of the PV neurons following noise trauma, with TNFR1 biasing for, and TNFR2 biasing against, neuronal loss and dysfunction. Specific Aim 1. Determine the effects of TNFR1 or TNFR2 knockdown on noise-induced PV neuron loss. PV-Cre-tdTomato mice will be injected with one of three viral vectors (with TNFR1 shRNA, TNFR2 shRNA or scrambled sequences as a control) in the auditory cortex, and exposed or sham-exposed to noise trauma. PV neurons will be visualized by the Cre reporter tdTomato in auditory cortical sections. Transfected neurons will be visualized with the viral reporter GFP. Our hypothesis predicts that noise-induced PV neuron loss will be reduced by TNFR1 knockdown, but enhanced by TNFR2 knockdown for the transfected PV neurons. Cell loss should not be altered for the populations of un-transfected PV neurons, and PV neurons transfected with the scrambled sequences. Specific Aim 2. Examine the effects of TNFR1 or TNFR2 knockdown on noise-induced dysfunction of PV neuron synapses. Our pilot data indicate that noise trauma leads to a reduced transmitter release probability at the output synapses of the PV neurons, and accelerated neurotransmitter depletion. We hypothesize that this synaptic dysfunction depends on the activation of TNFR1 in the surviving PV neurons, and knockdown of TNFR1 will prevent the synaptic deficits. In addition, knockdown of TNFR2 should exacerbate PV neuron dysfunction. PV-Cre-ChR2-tdTomato mice will be injected with one of the three viral vectors in the auditory cortex, and be exposed or sham-exposed to noise trauma. We will record optically activated inhibitory synaptic current in Layer2/3 pyramidal neurons in acute auditory cortical slices. Synaptic input-output curve, paired-pulse modulation and depletion will be examined. Afterward, the slices will be fixed and imaged to quantify PV neuron loss and viral transfection rate in the surviving PV neurons, which will then be correlated with PV neuron synaptic dysfunction.We hypothesize that noise exposure disrupts cortical PV neuron function, and PV neuron dysfunction is a cause of gap detection deficit. We propose to use a mouse model to test this central hypothesis in the follwing specific aims.
项目概要/摘要 噪声创伤可导致听觉皮层中小白蛋白阳性抑制性中间神经元的丢失,这是 与啮齿动物模型中的听觉处理缺陷和耳鸣有关。噪音背后的机制—— 引起的 PV 神经元损失尚不清楚。我们建议检验以下假设:差异激活 皮质 PV 神经元中的 TNFR1 和 TNFR2 决定噪音创伤后 PV 神经元的命运, TNFR1 偏向神经元丢失和功能障碍,TNFR2 偏向神经元丢失和功能障碍。 具体目标 1. 确定 TNFR1 或 TNFR2 敲低对噪声引起的 PV 神经元损失的影响。 PV-Cre-tdTomato 小鼠将被注射三种病毒载体之一(TNFR1 shRNA、TNFR2 shRNA 或 听觉皮层中的扰乱序列作为对照),并暴露或假暴露于噪音创伤。光伏发电 Cre 报告器 tdTomato 将在听觉皮层切片中对神经元进行可视化。转染的神经元将 使用病毒报告基因 GFP 进行可视化。我们的假设预测噪声引起的 PV 神经元损失将是 对于转染的 PV 神经元,TNFR1 敲低可减少,但 TNFR2 敲低可增强。细胞损失 对于未转染的 PV 神经元群体和转染有 PV 神经元的群体,不应改变 扰乱的序列。 具体目标 2. 检查 TNFR1 或 TNFR2 敲低对噪声引起的 PV 功能障碍的影响 神经元突触。我们的试点数据表明,噪声创伤会导致发射机释放概率降低 PV 神经元的输出突触,并加速神经递质消耗。我们假设这 突触功能障碍取决于存活的 PV 神经元中 TNFR1 的激活以及 TNFR1 的敲除 将防止突触缺陷。此外,TNFR2 的敲除会加剧 PV 神经元功能障碍。 PV-Cre-ChR2-tdTomato 小鼠将在听觉皮层注射三种病毒载体之一,并 暴露或假暴露于噪音创伤。我们将记录光激活抑制突触电流 急性听觉皮层切片中的第 2/3 层锥体神经元。突触输入输出曲线,成对脉冲 将检查调制和消耗。之后,切片将被固定并成像以量化 PV 神经元 存活的 PV 神经元的损失和病毒转染率,然后与 PV 神经元突触相关 我们假设噪音暴露会破坏皮质 PV 神经元的功能,而 PV 神经元 功能障碍是间隙检测缺陷的一个原因。我们建议使用小鼠模型来检验这个中心假设 在以下具体目标中。

项目成果

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