Generating mouse models with cell type-specific and reversible GABA deficiency
生成具有细胞类型特异性和可逆性 GABA 缺陷的小鼠模型
基本信息
- 批准号:10679713
- 负责人:
- 金额:$ 23.73万
- 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:2023-06-01 至 2025-05-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AdultAffectAreaBasal GangliaBypassCommunitiesCorpus striatum structureCre driverDiseaseDisinhibitionDopamineDopamine D1 ReceptorDopamine D2 ReceptorDrosophila genusElectrophysiology (science)ElementsEnzymesEpilepsyGap JunctionsGeneticGlutamate DecarboxylaseGlutamatesGoalsHealthHumanInjectionsInternal Ribosome Entry SiteInterneuronsKnock-outLoxP-flanked alleleMeasuresMediatingMemoryModelingMorphologyMotorMotor ActivityMotor outputMusMutationNational Institute of Mental HealthNational Institute of Neurological Disorders and StrokeNeonatalNervous SystemNeuronsNeuropeptidesNeurosciences ResearchNeurotransmittersParvalbuminsPathway interactionsPhysiologicalPropertyPyridoxal PhosphatePyridoxine 5 Phosphate OxidaseResearchReversal LearningSchizophreniaSeizuresShort-Term MemorySleepSynaptic ReceptorsTestingTyrosine 3-MonooxygenaseVitamin B6brain morphologycell typecofactordietarydopaminergic neurondrinkingexperimental studyfeasibility testingfeedinggamma-Aminobutyric Acidinhibitory neuronknockout genemotor learningmouse modelnovel strategiespostsynapticpresynapticresponsetooltransmission process
项目摘要
ABSTRACT
GABAergic neurons are the main inhibitory neurons in the adult nervous system. There are diverse cortical
and subcortical GABAergic interneurons and projection neurons with different physiological properties,
connectivity, and functions. However, few studies have been able to investigate the functions of specific
subclasses by perturbing GABA release selectively. We propose an approach to target GABA synthesis in
subclasses of GABAergic neurons. GAD activity requires the cofactor pyridoxal-5-phosphate (PLP). PLP
deficiency can be achieved by knocking out the rate limiting enzyme in PLP synthesis: pyridoxine-5-phosphate
oxidase (PNPO). Moreover, PLP deficiency can be rescued by systemic PLP administration. We therefore
propose to generate cell type specific PNPO deficiency mouse models. We will first generate models with
GABA deficiency in well-studied but highly distinct cell types to test the feasibility of our approach: 1) the
parvalbumin (PV)-positive GABAergic neurons; 2) the VIP-positive GABAergic neurons; 3) the striatal
dopamine D1 receptor expressing neurons; and 4) the striatal dopamine D2 receptor expressing neurons. Mice
will be assessed for general health, feeding, drinking, sleep, and potential seizures. In addition, working
memory, reference memory, reversal learning, motor coordination and motor learning will be examined. Brain
morphology and electrophysiology will be assessed. Levels of GABA, other PNPO-dependent
neurotransmitters, and their metabolites will be measured. The main goal of this R21 application is to test the
feasibility of such an approach. These models are potentially significant research tools for the research
community and may have a broad impact given the diverse distribution and functions of different GABAergic
projection neurons and interneurons.
抽象的
GABA能神经元是成人神经系统中主要的抑制性神经元。皮质有多种
以及具有不同生理特性的皮层下 GABA 能中间神经元和投射神经元,
连接性和功能。然而,很少有研究能够调查特定的功能
通过选择性干扰 GABA 释放来形成子类。我们提出了一种靶向 GABA 合成的方法
GABA能神经元的亚类。 GAD 活性需要辅因子 5-磷酸吡哆醛 (PLP)。 PLP
可以通过敲除PLP合成中的限速酶:pyridoxine-5-磷酸来解决缺乏症
氧化酶(PNPO)。此外,PLP 缺陷可以通过全身性 PLP 给药来挽救。我们因此
建议建立细胞类型特异性 PNPO 缺陷小鼠模型。我们将首先生成模型
经过充分研究但高度不同的细胞类型中 GABA 缺乏,以测试我们方法的可行性:1)
小清蛋白 (PV) 阳性 GABA 能神经元; 2)VIP阳性GABA能神经元; 3)纹状体
表达多巴胺 D1 受体的神经元; 4) 表达纹状体多巴胺 D2 受体的神经元。小鼠
将评估一般健康状况、进食、饮水、睡眠和潜在的癫痫发作。此外,工作
将检查记忆、参考记忆、逆向学习、运动协调和运动学习。脑
将评估形态学和电生理学。 GABA 水平,其他 PNPO 依赖性
神经递质及其代谢物将被测量。此 R21 应用程序的主要目标是测试
这种方法的可行性。这些模型可能是研究的重要研究工具
鉴于不同 GABAergic 的不同分布和功能,可能会产生广泛的影响
投射神经元和中间神经元。
项目成果
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