Brain endothelial EVs role in the neuropathology of drugs of abuse and HIV

脑内皮细胞 EV 在滥用药物和 HIV 神经病理学中的作用

基本信息

  • 批准号:
    9930925
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.85万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-09-30 至 2023-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Treatment of HIV-infected patients with antiretroviral therapy (ART) has effectively suppressed viral replication; however, the central nervous system (CNS) is still a major target and reservoir of the virus leading to the development of HIV-1-associated neurocognitive disorders (HAND). Importantly, since the beginning of the HIV epidemic, drug use has remained a primary risk factor for contracting, transmitting, and worsening the outcomes of HIV. In fact, regarding pathogenesis, psychostimulants can induce higher viral loads, reduce CD4 counts, and increase rates of ART resistance. Furthermore, neuropsychological decline is greater in individuals that are cocaine users and HIV-seropositive. Extracellular microvesicles (EVs), which includes microvesicles (MVs) and exosomes, have emerged as a novel biological phenomenon, released by virtually every cell type in the body. We have shown that brain microvasculature endothelial cell (BMVEC)-derived EVs contain tight junction proteins (TJPs) and transporter proteins, which are main constituents of the BBB. Furthermore, a hallmark feature of HAND is the disruption of the BBB and loss of TJ complexes. In this proposal, we show that BMVECs shed EVs in response to HIV virotoxins and psychostimulants. Thus, we hypothesize that HIV infection and/or drugs of abuse triggers EV release leading to BBB instability and facilitation of neuroinvasion by infected immune cells. The innovative nature of this proposal is featured in three independent aims. In the first aim, we will characterize the degree of EV production (MVs and exosomes) as a function of psychostimulant type using a novel microfluidic model of the neurovascular unit with primary human cells. We will also investigate the effects of exposure to HIV virotoxins and ART pharmacologic agents on BMVEC-EV production. Furthermore, we will correlate EC-EV release to the phases of addiction in an in-vivo self-administration model as well as in a humanized mouse model of HIV infection with or without drug administration. In the second aim, we introduce the novel concept that BMVEC-derived EVs bind to activated or infected monocytes, which triggers increased monocytic transendothelial migration. Thus, we hypothesize that monocytes utilize TJPs on EVs to engage endothelial tight junction complexes and facilitate immune infiltration of the CNS. In the third aim, we will explore a therapeutic strategy that could minimize EV production and thus rescue BBB integrity. The above will be accomplished by targeted inhibition of ARF6, which is involved in MV and exosome biogenesis. Using new pharmacological tools to inhibit ARF6, we aim to stabilize the BBB to prevent BBB barrier dysfunction during neuroinflammation. The studies proposed herein will offer crucial insight to brain endothelial EV production, mechanisms of immune cell infiltration into the CNS, and also reveal targets for pharmacological interventions that promote BBB protection in HIV and substance use disorder.
对HIV感染者进行抗逆转录病毒疗法(ART)治疗,可有效抑制病毒复制; 然而,中枢神经系统(CNS)仍然是病毒的主要目标和储存库,导致 HIV-1 相关神经认知障碍 (HAND) 的发展。重要的是,自年初以来 艾滋病毒流行、吸毒仍然是感染、传播和恶化艾滋病毒的主要危险因素 艾滋病毒的结果。事实上,就发病机制而言,精神兴奋剂可以诱导更高的病毒载量,减少CD4 计数,并增加 ART 耐药率。此外,个体的神经心理衰退更为严重 他们是可卡因使用者且艾滋病毒血清呈阳性。细胞外微泡 (EV),包括微泡 (MV)和外泌体,已成为一种新的生物现象,几乎由所有类型的细胞释放 身体。我们已经证明,脑微血管内皮细胞 (BMVEC) 衍生的 EV 含有紧密的 连接蛋白(TJP)和转运蛋白,它们是血脑屏障的主要成分。此外,一个 HAND 的标志性特征是 BBB 的破坏和 TJ 复合体的丢失。在这个提案中,我们表明 BMVEC 响应 HIV 病毒毒素和精神兴奋剂而释放 EV。因此,我们假设艾滋病毒 感染和/或滥用药物触发 EV 释放,导致 BBB 不稳定并促进神经侵袭 被感染的免疫细胞。该提案的创新性体现在三个独立的目标上。在 第一个目标,我们将描述 EV 产生的程度(MV 和外泌体)作为 精神兴奋剂类型使用具有原代人类细胞的神经血管单元的新型微流体模型。我们 还将研究暴露于 HIV 病毒毒素和 ART 药物对 BMVEC-EV 的影响 生产。此外,我们将在体内自我给药模型以及使用或不使用药物的 HIV 感染人源化小鼠模型中将 EC-EV 释放与成瘾阶段相关联 行政。在第二个目标中,我们引入了 BMVEC 衍生的 EV 与激活的 或感染的单核细胞,这会引发单核细胞跨内皮迁移增加。因此,我们假设 单核细胞利用 EV 上的 TJP 来接合内皮紧密连接复合物并促进免疫 中枢神经系统的浸润。在第三个目标中,我们将探索一种可以最大限度地减少电动汽车产量的治疗策略 从而挽救 BBB 完整性。上述工作将通过靶向抑制 ARF6 来实现,即 参与 MV 和外泌体生物合成。使用新的药理学工具抑制 ARF6,我们的目标是稳定 BBB 可以防止神经炎症期间 BBB 屏障功能障碍。本文提出的研究将提供 对脑内皮细胞 EV 产生、免疫细胞浸润到中枢神经系统的机制的重要见解,以及 揭示促进 HIV 和物质使用中 BBB 保护的药物干预目标 紊乱。

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 }}

Raghava Potula其他文献

Raghava Potula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('Raghava Potula', 18)}}的其他基金

Brain endothelial EVs role in the neuropathology of drugs of abuse and HIV
脑内皮细胞 EV 在滥用药物和 HIV 的神经病理学中的作用
  • 批准号:
    10251003
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 0.85万
  • 项目类别:
Brain endothelial EVs role in the neuropathology of drugs of abuse and HIV
脑内皮细胞 EV 在滥用药物和 HIV 的神经病理学中的作用
  • 批准号:
    9788407
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 0.85万
  • 项目类别:
Brain endothelial EVs role in the neuropathology of drugs of abuse and HIV
脑内皮细胞 EV 在滥用药物和 HIV 的神经病理学中的作用
  • 批准号:
    10434933
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 0.85万
  • 项目类别:
Mechanism of immune dysregulation secondary to methamphetamine abuse.
甲基苯丙胺滥用继发的免疫失调机制。
  • 批准号:
    8516486
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 0.85万
  • 项目类别:
Mechanism of immune dysregulation secondary to methamphetamine abuse.
甲基苯丙胺滥用继发的免疫失调机制。
  • 批准号:
    8142885
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 0.85万
  • 项目类别:
Mechanism of immune dysregulation secondary to methamphetamine abuse.
甲基苯丙胺滥用继发的免疫失调机制。
  • 批准号:
    8314102
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 0.85万
  • 项目类别:
Mechanism of immune dysregulation secondary to methamphetamine abuse.
甲基苯丙胺滥用继发的免疫失调机制。
  • 批准号:
    8711414
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 0.85万
  • 项目类别:
METH-induced T cell Dysfunction: Role in HIV-1 Immunopathogenesis
METH 诱导的 T 细胞功能障碍:在 HIV-1 免疫发病机制中的作用
  • 批准号:
    7556633
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 0.85万
  • 项目类别:
METH-induced T cell Dysfunction: Role in HIV-1 Immunopathogenesis
METH 诱导的 T 细胞功能障碍:在 HIV-1 免疫发病机制中的作用
  • 批准号:
    7685465
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 0.85万
  • 项目类别:

相似国自然基金

髋关节撞击综合征过度运动及机械刺激动物模型建立与相关致病机制研究
  • 批准号:
    82372496
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48 万元
  • 项目类别:
    面上项目
探索在急性呼吸窘迫综合征动物模型和患者长时间俯卧位通气过程中动态滴定呼气末正压的意义
  • 批准号:
    82270081
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    76 万元
  • 项目类别:
    面上项目
雌激素抑制髓系白血病动物模型中粒细胞异常增生的机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于中医经典名方干预效应差异的非酒精性脂肪性肝病动物模型证候判别研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目
无菌动物模型与单细胞拉曼技术结合的猴与人自闭症靶标菌筛选及其机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Investigating phage therapy for the treatment of urinary tract infections
研究噬菌体疗法治疗尿路感染
  • 批准号:
    10677257
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 0.85万
  • 项目类别:
Investigating phage therapy for the treatment of urinary tract infections
研究噬菌体疗法治疗尿路感染
  • 批准号:
    10677257
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 0.85万
  • 项目类别:
Exploring novel modulators for rescuing cigarette smoke-induced corneal edema and examining iPSC-derived corneal endothelial cells as a treatment modality
探索新型调节剂来挽救香烟烟雾引起的角膜水肿并检查 iPSC 衍生的角膜内皮细胞作为治疗方式
  • 批准号:
    10723408
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 0.85万
  • 项目类别:
RNA-binding proteins in bacterial virulence and host-pathogen interactions
RNA结合蛋白在细菌毒力和宿主-病原体相互作用中的作用
  • 批准号:
    10659346
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 0.85万
  • 项目类别:
Interoception and Pain: Noradrenergic Modulation of Nociceptive Transmission in the Parabrachial Nucleus
内感受和疼痛:臂旁核伤害感受传递的去甲肾上腺素能调节
  • 批准号:
    10655093
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 0.85万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了