CRSIPR screening for novel regulators of retinal ganglion cell survival and axonal regeneration
CRSIPR 筛选视网膜神经节细胞存活和轴突再生的新型调节因子
基本信息
- 批准号:9920148
- 负责人:
- 金额:$ 53.37万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-05-01 至 2024-04-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AddressAdultAffectAxonBrainCell SurvivalClustered Regularly Interspaced Short Palindromic RepeatsDevelopmentDown-RegulationExpression ProfilingFailureGene ExpressionGenesGlaucomaGrowthGuide RNAIndividualInjuryInterventionLabelLeadLibrariesMediatingMediator of activation proteinMethodsModelingMusMutationNatural regenerationNerve CrushNeurodegenerative DisordersOptic NervePTEN genePhaseProcessProtocols documentationRegulationRetinaRetinal Ganglion CellsSOX11 geneSurvivorsTechnologyTestingTimeTraumatic injuryViral MarkersVitreous body structureWorkanterior chamberaxon injuryaxon regenerationbasecell regenerationcell typeclinically relevantdesigngenetic analysisgenetic manipulationimprovedinsightknock-downknockout geneloss of functionneuron lossneuronal survivalneuroprotectionnovelnovel strategiesprogramspromoterrepairedresiliencescreeningsingle-cell RNA sequencingtranscription factorvirtual
项目摘要
Abstract/Project Summary
Neurodegenerative diseases including glaucoma are characterized by neuronal death and failure of damaged
axons to regenerate. Optic nerve crush (ONC), which transects all retinal ganglion cell (RGC) axons, is often
used to model this process, and to seek interventions that protect RGCs and promote regeneration. Following
ONC in mice, ~80% of the RGCs die within 2 weeks, and virtually none of the survivors regenerate axons.
We and others have used ONC to identify interventions that lead to increased survival, increased regeneration
or both. However, these treatments are only partially effective. For example, PTEN deletion increases RGC
survival by only two-fold, and of >45 RGC types, only a few (alpha-RGCs) extend axons. Additionally, the
growth rates of regenerating axons are slow and, most important, the regenerating axons rarely reach their
targets in the brain. It is therefore important to identify additional and improved promoters of survival and
regeneration. We will address this challenge by conducting an unbiased loss-of-function screen using
CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Based on previous work from us and
others showing that knockdown-regulation of several transcription factors can improve survival, regeneration
or both, we have generated an AAV2-based sgRNA library for 1629 transcription factor genes; optimized
methods for delivering the sgRNAs and Cas9 to RGCs; and validated our ability to identify genes that regulate
survival and regeneration. In the proposed study, we will screen the entire library to find novel repressors of
programs required for neuroprotection and regeneration. For selected positive hits, we will identify RGC
subtypes that are protected and/or undergo axon regeneration after individual gene knockout. Finally, as a
first step to test identified candidates in a clinically relevant setting, we will choose three gRNAs with robust
neuroprotective effects and test their ability to protect RGCs in a widely-used glaucoma model. We expect
these studies will provide insights that will enable development of novel neuroprotective and regeneration-
promoting strategies for traumatic injury and glaucoma as well as other neurodegenerative diseases.
摘要/项目摘要
包括青光眼在内的神经退行性疾病的特征是神经元死亡和受损的功能衰竭
轴突再生。视神经挤压 (ONC) 横断所有视网膜神经节细胞 (RGC) 轴突,通常是
用于模拟这一过程,并寻求保护 RGC 和促进再生的干预措施。下列的
在小鼠 ONC 中,约 80% 的 RGC 在 2 周内死亡,并且几乎没有幸存者再生轴突。
我们和其他人已经使用 ONC 来确定可提高生存率和再生率的干预措施
或两者兼而有之。然而,这些治疗仅部分有效。例如,PTEN 缺失会增加 RGC
存活率仅提高两倍,并且在 > 45 种 RGC 类型中,只有少数(α-RGC)延长轴突。此外,
再生轴突的生长速度缓慢,最重要的是,再生轴突很少达到其应有的水平。
大脑中的目标。因此,识别额外的和改进的生存促进剂和
再生。我们将通过使用以下方法进行公正的功能丧失筛查来应对这一挑战:
CRISPR(成簇规则间隔短回文重复序列)。根据我们之前的工作和
其他研究表明,几种转录因子的敲低调节可以提高存活率和再生能力
或者两者兼而有之,我们已经为 1629 个转录因子基因生成了基于 AAV2 的 sgRNA 文库;优化的
将 sgRNA 和 Cas9 递送至 RGC 的方法;并验证了我们识别调节基因的能力
生存和再生。在拟议的研究中,我们将筛选整个库以寻找新的抑制子
神经保护和再生所需的程序。对于选定的积极点击,我们将确定 RGC
在个体基因敲除后受到保护和/或经历轴突再生的亚型。最后,作为一个
在临床相关环境中测试已识别候选者的第一步,我们将选择三种具有稳健性的 gRNA
神经保护作用并测试其在广泛使用的青光眼模型中保护 RGC 的能力。我们期望
这些研究将提供见解,使新型神经保护和再生药物的开发成为可能。
促进针对创伤性损伤和青光眼以及其他神经退行性疾病的策略。
项目成果
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专著数量(0)
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