Enabled by drug delivery: Studying the role of brain-resident and infiltrating myeloid cell phenotype in brain damage associated with inflammatory disease

通过药物输送实现:研究大脑驻留和浸润性骨髓细胞表型在炎症性疾病相关脑损伤中的作用

基本信息

  • 批准号:
    10714766
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 37.33万
  • 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:
    2023-08-01 至 2028-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Project Summary: Patients inflicted with a traumatic injury, autoimmune disease, viral infection, or prolonged exposure to toxins often experience acute brain damage, resulting in functional and anatomical changes within the brain. Scientists have uncovered two key mechanisms through which innate immune cells drive acute brain damage: infiltration of activated neutrophils and monocytes into the brain parenchyma from systemic circulation, and chronic activation of brain-resident microglia. However, there is a basic science ‘gap’ in our understanding of these overlapping inflammatory processes, which complicates the development of targeted therapeutics. To what extent are the brain resident microglia, as opposed to infiltrating blood-derived myeloid cells, responsible for acute brain injury in inflammatory disease? To address this overarching question, we invented two enabling drug delivery technologies. The first technology is a biocompatible and biodegradable nanogel, comprised of covalently crosslinked acrylic monomers, which delivers active protein specifically to macrophages. We will leverage this material to answer our first key question: To what extent is peripheral activation responsible for immune cell infiltration of the central nervous system (CNS) parenchyma? We hypothesize that monocyte and neutrophil activation within circulation will induce central infiltration in healthy mice, while exacerbating infiltration in inflammatory disease. We will optimize immunomodulatory variations of the nanogel to activate circulating innate immune cells toward inflammation (interferon gamma) versus tolerance (interleukin 10). We will evaluate the extent to which circulating innate immune cell activation using targeted nanogels influences the cells’ biodistribution within healthy mice and mouse models of inflammatory disease. The second technology is an injectable hydrogel encapsulating cytokines and donor macrophages that is suitable for intracerebral implantation. Through direct injection of immunomodulatory proteins and myeloid cells into the parenchyma of healthy mice, we will evaluate the impact of infiltrating myeloid cell phenotype on brain-resident microglia separate from any activation within or infiltration from the periphery. We will quantify the extent to which classically versus alternatively polarized macrophages, implanted within the brain parenchyma, activate brain- resident microglia toward inflammation and induce neurological deficit (i.e. functional, anatomical). As proof-of- concept, we will evaluate local delivery of anti-inflammatory cytokines and macrophages as a prophylactic treatment for inflammatory brain damage associated with an LPS challenge. The MIRA award will allow the PI (Clegg) to commit greater time and resources to these unanswered questions, interdisciplinary collaborations, training, and mentoring of a diverse scientific workforce. We anticipate that long-term investment in this line of inquiry will result in fundamental insights on the mechanism of inflammation-induced brain injury as well as translational technologies for specific disease indications.
项目概要:患有创伤性损伤、自身免疫性疾病、病毒感染或长期患病的患者 接触毒素通常会造成急性脑损伤,导致大脑功能和解剖结构发生变化 科学家们发现了先天免疫细胞驱动急性大脑的两个关键机制。 损伤:活化的中性粒细胞和单核细胞从体循环渗入脑实质, 然而,我们的理解存在基础科学“差距”。 这些重叠的炎症过程使靶向治疗的开发变得复杂。 与浸润的血源性骨髓细胞相比,大脑驻留的小胶质细胞的程度如何? 炎症性疾病中的急性脑损伤负责?为了解决这个首要问题,我们 发明了两种有效的药物输送技术,第一种技术是生物相容性和可生物降解的。 纳米凝胶由共价交联的丙烯酸单体组成,可将活性蛋白质特异性输送到 我们将利用这种材料来回答我们的第一个关键问题:外周细胞的程度如何。 激活负责中枢神经系统(CNS)实质的免疫细胞浸润? 循环中的单核细胞和中性粒细胞活化将诱导健康人的中枢浸润 小鼠,同时加剧炎症性疾病的浸润,我们将优化免疫调节变化。 纳米凝胶激活循环先天免疫细胞对抗炎症(干扰素γ)与耐受性 (白细胞介素 10)我们将使用靶向评估循环先天免疫细胞激活的程度。 纳米凝胶影响健康小鼠和炎症性疾病小鼠模型中细胞的生物分布。 第二种技术是封装细胞因子和供体巨噬细胞的可注射水凝胶,适用于 通过直接将免疫调节蛋白和骨髓细胞注射到脑内。 健康小鼠的实质,我们将评估浸润性骨髓细胞表型对大脑驻留的影响 小胶质细胞与周围的任何激活或渗透分离,我们将量化其程度。 传统的与替代极化的巨噬细胞植入脑实质内,激活大脑 驻留的小胶质细胞趋于炎症并诱发神经缺陷(即功能性、解剖性)。 概念,我们将评估抗炎细胞因子和巨噬细胞的局部递送作为预防措施 与 LPS 挑战相关的炎症性脑损伤的治疗将允许 PI 获得 MIRA 奖。 (克莱格)投入更多的时间和资源来解决这些悬而未决的问题,跨学科合作, 我们预计对这一领域的长期投资。 探究将对炎症引起的脑损伤的机制以及 针对特定疾病适应症的转化技术。

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 }}

John R Clegg其他文献

John R Clegg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 }}

相似国自然基金

通过调控颈淋巴结引流促进急性颅脑损伤后神经修复与再生——基于脑-颈淋巴结通路概念的功能与机制研究
  • 批准号:
    82311530117
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    39 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
应用人工智能深度学习技术构建轻中度颅脑损伤急性期颅内血肿进展预判体系的研究
  • 批准号:
    82171381
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Netrin-1抑制急性缺血性脑损伤中小胶质细胞介导的炎症反应的作用及机制
  • 批准号:
    82171286
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于小胶质细胞HMGB1/TLR4/NF-κB信号通路探讨针刺在急性一氧化碳中毒脑损伤中的抗炎机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    34 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
己糖激酶2通过蛋白激酶活性调节星形胶质细胞外泌体生成参与急性缺血性脑损伤
  • 批准号:
    82071321
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Pterygopalatine Fossa (PPF) Block as an Opioid Sparing Treatment for AcuteHeadache in Aneurysmal Subarachnold Hemorrhage
翼腭窝 (PPF) 阻滞作为阿片类药物节省治疗动脉瘤性蛛网膜下腔出血的急性头痛
  • 批准号:
    10584712
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.33万
  • 项目类别:
LRP1 as a novel regulator of CXCR4 in adult neural stem cells and post-stroke response
LRP1 作为成体神经干细胞和中风后反应中 CXCR4 的新型调节剂
  • 批准号:
    10701231
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.33万
  • 项目类别:
Microglial process convergence following brain injury
脑损伤后小胶质细胞过程收敛
  • 批准号:
    10657968
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.33万
  • 项目类别:
Identifying and modeling immune correlates of protection against congenital CMV transmission after primary maternal infection
原发性母体感染后预防先天性巨细胞病毒传播的免疫相关性的识别和建模
  • 批准号:
    10677439
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.33万
  • 项目类别:
Feasibility of Using PET Imaging for Detection of Treatment-Induced Changes in Chronic Neuroinflammation Following TBI
使用 PET 成像检测 TBI 后治疗引起的慢性神经炎症变化的可行性
  • 批准号:
    10703823
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.33万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了