Modeling drugs of abuse-HIV interactions using iPSC-derived human cerebral organoids
使用 iPSC 衍生的人脑类器官模拟药物滥用与 HIV 相互作用
基本信息
- 批准号:10672966
- 负责人:
- 金额:$ 88.83万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-09-30 至 2026-07-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:Alcohol abuseAlzheimer&aposs DiseaseAnti-Retroviral AgentsAstrocytesAutomobile DrivingCRISPR/Cas technologyCellsCentral Nervous SystemCerebrumClosure by clampComputing MethodologiesDataDiseaseDisease ProgressionDissectionDrug ModelingsDrug abuseElectrophysiology (science)Exposure toGene ExpressionGene Expression ProfilingGene Expression RegulationGenomic approachHIVHIV Envelope Protein gp120HIV/AIDSHumanInflammationInjuryIntegration Host FactorsLiteratureMacrophageMediatorMethamphetamineMicrogliaModelingMonitorMorphineNerve DegenerationNeurodegenerative DisordersNeuronal DifferentiationNeuronsNeuropathogenesisNeuropsychologyOpioidOrganoidsPathogenesisPersonsPharmaceutical PreparationsPreparationPropertyProvirusesRegulationRegulator GenesRoleStimulantSubstance abuse problemSystems BiologyTestingTherapeuticTissuesViralViral ProteinsViral reservoirVirusadvanced systemantiretroviral therapycandidate identificationchemokineclinically relevantcomorbiditycytokinedopaminergic neurondrug of abusedruggable targetexperienceexperimental studygene regulatory networkgenetic manipulationimprovedin vivoinduced pluripotent stem cellinnovationmembermultidrug abuseneural circuitneuroAIDSneuroadaptationneuron lossneuroprotectionnovelnovel therapeuticspromoterpublic health relevancereactivation from latencyresponsetherapeutic targettherapeutically effectivetranscriptomics
项目摘要
Summary
HIV-infected microglia release cytokines, chemokines and viral gene products, such as gp120 and tat, that
are toxic to neurons. In this proposal, we will use human induced pluripotent stem cells (iPSCs) to generate
cortical and dopaminergic neurons as well as microglia, which will be cultured as organoids to model HIV-drug
abuse interactions in conjunction with in-depth genomic approaches and electrophysiology. We show
electrophysiological results that demonstrate that the levels of differentiation of the neurons in our organoids
are comparable to in vivo and ex vivo preparations and are among the best that can be found in the scientific
literature. To identify candidate host regulators of HIV expression and mediators of HIV-induced tissue damage
and disease progression, we will expose microglia-containing cerebral organoids to methamphetamine
(METH), a stimulant, and morphine, an opiate, which are members of two of the classes of drugs of abuse that
are more prevalent among People Living with HIV/AIDS (PLWHA). Cerebral organoids will be exposed to toxic
HIV products such as Tat, gp120, drugs of abuse and combination antiretroviral therapy (cART). In some
experiments we will also incorporate iPSC-derived astrocytes into microglia-containing cerebral organoids to
test the role of astrocytes in neuroprotection and neurodegeneration. We will carry out single-cell gene
expression profiling of iPSC-derived organoids exposed to drugs of abuse, HIV products, and cART and we
will employ an advanced systems biology strategy to generate testable mechanistic hypotheses on the
pathogenesis of neurodegeneration and tissue damage in neuroHIV (Aim 1) and identify candidate regulators
of the LTR promoter that may shed light on the regulation of latency and reactivation of the HIV provirus (Aim
2). In preliminary studies, this computational experimental approach allowed us to identify candidate drivers of
gene expression changes associated with neuroHIV and neurodegenerative diseases, including Alzheimer’s
disease and drug and alcohol abuse. These findings support the overarching hypothesis that dissection of the
gene regulatory network of the central nervous system will pave the way for the identification of novel
mechanistic hypotheses and druggable targets to improve neuropsychological functioning of PLWHA and
substance abuse comorbidity.
概括
感染 HIV 的小胶质细胞释放细胞因子、趋化因子和病毒基因产物,例如 gp120 和 tat,
对神经元有毒。在本提案中,我们将使用人类诱导多能干细胞(iPSC)来生成。
皮质和多巴胺能神经元以及小胶质细胞,将被培养为类器官来模拟 HIV 药物
我们展示了与深入的基因组方法和电生理学相结合的滥用相互作用。
电生理学结果证明我们的类器官中神经元的分化水平
与体内和离体制剂相当,是科学界中最好的制剂之一
确定 HIV 表达的候选宿主调节因子和 HIV 诱导的组织损伤的调节因子。
和疾病进展,我们将含有小胶质细胞的大脑类器官暴露于甲基苯丙胺
(冰毒)(一种兴奋剂)和吗啡(一种阿片类药物)属于两类滥用药物,
在艾滋病毒/艾滋病患者 (PLWHA) 中更为普遍 脑类器官会接触有毒物质。
HIV 产品,例如 Tat、gp120、滥用药物和联合抗逆转录病毒疗法 (cART)。
实验中,我们还将把 iPSC 衍生的星形胶质细胞整合到含有小胶质细胞的大脑类器官中,以
我们将进行单细胞基因测试星形胶质细胞在神经保护和神经变性中的作用。
暴露于滥用药物、HIV 产品和 cART 的 iPSC 衍生类器官的表达谱分析,我们
将采用先进的系统生物学策略来生成可测试的机制假设
神经HIV中神经变性和组织损伤的发病机制(目标1)并确定候选调节因子
LTR 启动子的研究可能有助于揭示 HIV 原病毒潜伏期和重新激活的调节(Aim
2)在初步研究中,这种计算实验方法使我们能够确定候选驱动因素。
与神经艾滋病毒和神经退行性疾病(包括阿尔茨海默病)相关的基因表达变化
这些发现支持了解剖的总体假设。
中枢神经系统的基因调控网络将为识别新型药物铺平道路
改善 PLWHA 和 PLWHA 神经心理功能的机制假设和药物靶点
药物滥用合并症。
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)
Maturation Delay of Human GABAergic Neurogenesis in Fragile X Syndrome Pluripotent Stem Cells.
- DOI:10.1093/stcltm/szac022
- 发表时间:2022-06-22
- 期刊:
- 影响因子:6
- 作者:Zhang, Ai;Sokolova, Irina;Domissy, Alain;Davis, Joshua;Rao, Lee;Utami, Kagistia Hana;Wang, Yanling;Hagerman, Randi J.;Pouladi, Mahmoud A.;Sanna, Pietro;Boland, Michael J.;Loring, Jeanne F.
- 通讯作者:Loring, Jeanne F.
{{
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 }}
Vez REPUNTE-CANONIGO其他文献
Vez REPUNTE-CANONIGO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('Vez REPUNTE-CANONIGO', 18)}}的其他基金
Alcohol-Induced Neuroinflammation and AUD Therapeutic Mechanisms
酒精引起的神经炎症和 AUD 治疗机制
- 批准号:
10580663 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 88.83万 - 项目类别:
Alcohol-Induced Neuroinflammation and AUD Therapeutic Mechanisms
酒精引起的神经炎症和 AUD 治疗机制
- 批准号:
10247369 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 88.83万 - 项目类别:
Modeling drugs of abuse-HIV interactions using iPSC-derived human cerebral organoids
使用 iPSC 衍生的人脑类器官模拟药物滥用与 HIV 相互作用
- 批准号:
10491704 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 88.83万 - 项目类别:
Modeling drugs of abuse-HIV interactions using iPSC-derived human cerebral organoids
使用 iPSC 衍生的人脑类器官模拟药物滥用与 HIV 相互作用
- 批准号:
10246053 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 88.83万 - 项目类别:
Omics Analyses of HIV and Substance Use Disorder
HIV 和药物滥用障碍的组学分析
- 批准号:
10448502 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 88.83万 - 项目类别:
Omics Analyses of HIV and Substance Use Disorder
HIV 和药物滥用障碍的组学分析
- 批准号:
10213682 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 88.83万 - 项目类别:
Omics Analyses of HIV and Substance Use Disorder
HIV 和药物滥用障碍的组学分析
- 批准号:
10017041 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 88.83万 - 项目类别:
Omics Analyses of HIV and Substance Use Disorder
HIV 和药物滥用障碍的组学分析
- 批准号:
10666424 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 88.83万 - 项目类别:
Omics Analyses of HIV and Substance Use Disorder
HIV 和药物滥用障碍的组学分析
- 批准号:
9804626 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 88.83万 - 项目类别:
Role of microRNAs in Behavioral Sensitization to Cocaine
microRNA 在可卡因行为敏感性中的作用
- 批准号:
7712769 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 88.83万 - 项目类别:
相似国自然基金
基于神经退行性疾病前瞻性队列的新烟碱类杀虫剂暴露对阿尔茨海默病的影响及作用机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:53 万元
- 项目类别:面上项目
基于miRNA介导ceRNA网络调控作用的防治阿尔茨海默病及认知障碍相关疾病药物的发现研究
- 批准号:
- 批准年份:2020
- 资助金额:55 万元
- 项目类别:面上项目
LMTK1调控核内体转运介导阿尔茨海默病神经元Reserve机制研究
- 批准号:81903703
- 批准年份:2019
- 资助金额:21.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于自组装多肽纳米探针检测蛋白标志物用于阿尔茨海默病精准诊断的研究
- 批准号:31900984
- 批准年份:2019
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
靶向干预CD33/Aβ相互作用改善小胶质细胞功能延缓AD病理进程
- 批准号:81901072
- 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
相似海外基金
The Role of Impaired Neurobehavioral Alertness in Cognitive Decline and Alzheimer’s Disease Pathology
神经行为警觉性受损在认知能力下降和阿尔茨海默病病理学中的作用
- 批准号:
10662040 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 88.83万 - 项目类别:
Serotonin-7 receptors and Alcohol-seeking Behaviors
5-羟色胺-7 受体和饮酒行为
- 批准号:
10659697 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 88.83万 - 项目类别:
O-GlcNac Modulation of GABAergic Transmission
O-GlcNac 对 GABA 能传输的调节
- 批准号:
10754746 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 88.83万 - 项目类别:
Chronic Pain and Risk of Alzheimer's-Related Neurodegeneration
慢性疼痛和阿尔茨海默病相关神经变性的风险
- 批准号:
10644253 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 88.83万 - 项目类别:
Mapping the perivascular reticular network in health, aging, and AD
绘制健康、衰老和 AD 中的血管周围网状网络图
- 批准号:
10739104 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 88.83万 - 项目类别: