Understanding CNS Excitatory / Inhibitory Balance and the Sexually Dimorphic Role of System xc-

了解 CNS 兴奋/抑制平衡和系统 xc- 的性别二态作用

基本信息

  • 批准号:
    10187769
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 6.78万
  • 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:
    2021-06-01 至 2022-11-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A healthy brain requires excitatory/inhibitory (E/I) balance and alterations in E/I balance contribute to the pathobiology of neurological and neurodevelopmental disorders and disease (i.e. stroke, epilepsy and autism). A deeper understanding of the cellular and molecular mechanisms regulating physiological E/I balance is needed to improve current clinical strategies for managing E/I perturbations. Recent evidence from our lab demonstrates that the heterodimeric plasma membrane amino acid cystine/glutamate antiporter, System xc- (Sxc-), contributes to the maintenance of neuronal E/I balance in vivo. Specifically, we find that both male and female Sxc- null mice (SLC7a11sut/sut) demonstrate a behavioral hyperexcitable phenotype upon acute systemic administration of the chemoconvulsant kainate, as compared to their wild-type littermates. This sex-independent hyperexcitable phenotype is accompanied by sex-dependent morphological changes that have been previously associated with increased network excitability. These observations led to the intriguing hypothesis, to be fully explored in Aim1, that the morphological sex differences found in naïve SLC7a11sut/sut mice underlie the sex-independent hyperexcitability, ultimately leading to cognitive behavioral impairment. In contrast, more prolonged administration of kainate (a subacute paradigm used to induce status epilepticus) results in behavioral hypoexcitability in both male and female SLC7a11sut/sut mice, the opposite from what occurs in sex-matched SLC7a11+/+ (wildtype) mice. Thus, Aim 2 investigates whether, after prolonged excitation, sex-independent downscaling of excitatory postsynaptic receptors occurs in neurons of SLC7a11sut/sut mice. In-house breeding of heterozygous mice allows both male and female SLC7a11sut/sut and SLC7a11+/+ littermates to be used in each aim. In both aims, changes in excitability will be detected by in vivo EEG recording, to measure changes in polysynaptic electrical brain activity, and in vitro electrophysiology, to identify the associated synaptic changes underlying the hyperexcitable phenotype in naïve SLC7a11sut/sut mice (Aim 1), and the hypoexcitable phenotype at completion of the KA-paradigm (Aim 2). Successful completion of these aims will provide important mechanistic information concerning the sexually dimorphic role of Sxc- in E/I balance and imbalance. The fellowship training plan includes rigorous technical (electrophysiology, EEG radiotelemetry, behavioral testing) and professional training (oral/written communication, statistical analysis, research design, mentorship) in the sponsor and co-sponsor’s research labs at Syracuse University and SUNY Upstate Medical University, respectively, that adheres to the policies and procedures laid down by the NINDS Rigor report. The rich, collaborative neuroscience research environment at SU proper and between the two universities will provide the candidate with varied research training and resources, and essential professional development opportunities needed for successful transition to an academic research career.
健康的大脑需要兴奋/抑制 (E/I) 平衡,E/I 平衡的改变有助于对神经和神经发育障碍和疾病(即中风、癫痫和自闭症)的病理生物学有更深入的了解调节的细胞和分子机制。我们实验室的最新证据表明,异二聚质膜氨基酸胱氨酸/谷氨酸逆向转运蛋白 System xc- 需要生理 E/I 平衡来改善当前的 E/I 扰动临床策略。 (Sxc-),有助于维持体内神经 E/I 平衡。具体来说,我们发现雄性和雌性 Sxc-null 小鼠 (SLC7a11sut/sut) 在急性全身施用化学惊厥红藻氨酸后表现出行为过度兴奋表型。与它们的野生型同窝动物相比,这种与性别无关的过度兴奋表型伴随着性别依赖性的形态变化,这些变化先前被认为与网络兴奋性的增加有关。有趣的假设将在 Aim1 中得到充分探讨,即在幼稚 SLC7a11sut/sut 小鼠中发现的形态性别差异是性别无关的过度兴奋的基础,最终导致行为障碍,相反,更长时间的红藻氨酸给药(使用的亚急性范例)。诱导癫痫持续状态)导致雄性和雌性 SLC7a11sut/sut 小鼠行为兴奋性低下,与性别匹配的情况相反因此,Aim 2 研究了在长时间兴奋后,SLC7a11sut/sut 小鼠的神经元中是否会发生与性别无关的兴奋性突触后受体的下调,从而使雄性和雌性 SLC7a11sut/ 小鼠都能发生这种情况。 sut 和 SLC7a11+/+ 同窝动物用于每个目标中,兴奋性发生变化。将通过体内脑电图记录来检测,以测量多突触脑电活动的变化,以及体外电生理学,以识别幼稚 SLC7a11sut/sut 小鼠超兴奋表型背后的相关突触变化(目标 1),以及完成时的低兴奋表型KA 范式(目标 2)的成功完成将提供有关 Sxc-in 的性别二态性作用的重要机制信息。 E/I 平衡和不平衡培训计划包括在申办者和共同申办者的研究实验室进行严格的技术(电生理学、脑电图无线电遥测、行为测试)和专业培训(口头/书面交流、统计分析、研究设计、指导)。雪城大学和纽约州立大学上州医科大学分别遵守 NINDS 严格报告规定的政策和程序,SU 本身以及两所大学之间丰富的合作神经科学研究环境将为候选人提供帮助。拥有各种研究培训和资源,以及成功过渡到学术研究职业所需的重要专业发展机会。

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 }}

Carla Frare其他文献

Carla Frare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('Carla Frare', 18)}}的其他基金

Understanding CNS Excitatory / Inhibitory Balance and the Sexually Dimorphic Role of System xc-
了解 CNS 兴奋/抑制平衡和系统 xc- 的性别二态作用
  • 批准号:
    10405452
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 6.78万
  • 项目类别:

相似国自然基金

跨尺度年龄自适应儿童头部模型构建与弥漫性轴索损伤行为及表征研究
  • 批准号:
    52375281
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
多氯联苯与机体交互作用对生物学年龄的影响及在衰老中的作用机制
  • 批准号:
    82373667
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
年龄相关性黄斑变性治疗中双靶向药物递释策略及其机制研究
  • 批准号:
    82301217
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
GNAS介导OPN4-PLCβ4-TRPC6/7通路调节自主感光视网膜神经节细胞在年龄相关性黄斑变性中的作用机制研究
  • 批准号:
    82301229
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
无线供能边缘网络中基于信息年龄的能量与数据协同调度算法研究
  • 批准号:
    62372118
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Immune, hormonal, and muscle mitochondrial determinants of recovery in Acute Respiratory Distress Syndrome survivors
急性呼吸窘迫综合征幸存者康复的免疫、激素和肌肉线粒体决定因素
  • 批准号:
    10659639
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.78万
  • 项目类别:
Rice bran in ready-to-use therapeutic foods for microbiota-targeted treatment of childhood malnutrition
即用型治疗食品中的米糠用于针对儿童营养不良的微生物群治疗
  • 批准号:
    10750478
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.78万
  • 项目类别:
Mitochondrial Dysfunction underlies treatment related hepatotoxicity in Hispanics with acute lymphoblastic leukemia
线粒体功能障碍是西班牙裔急性淋巴细胞白血病治疗相关肝毒性的基础
  • 批准号:
    10675403
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.78万
  • 项目类别:
The metabolic basis for impaired bile acid synthesis in malnutrition
营养不良胆汁酸合成受损的代谢基础
  • 批准号:
    10501037
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 6.78万
  • 项目类别:
Mechanism through which chronically elevated mTOR activity impairs aged muscle recovery after disuse atrophy
长期升高的 mTOR 活性损害废用性萎缩后老年肌肉恢复的机制
  • 批准号:
    10641855
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 6.78万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了