Investigating the role of an EIF2B3 variant as an Alzheimer's disease risk modifier

研究 EIF2B3 变体作为阿尔茨海默病风险调节剂的作用

基本信息

项目摘要

Project Summary Human genetic studies provide a powerful approach to identify genes and pathways associated with Alzheimer's disease (AD). Apolipoprotein E isoform 4 (APOE4) is the strongest genetic risk factor for sporadic Alzheimer's disease. Despite the strong effect of APOE4 on AD risk, a wide range of clinical outcomes exist within APOE4 carriers: some can develop cognitive impairment as early as 30 years of age while other carriers remain cognitively normal beyond 100 years. The large range in clinical manifestation amongst APOE4 carriers suggests that there are genetic variants that modulate APOE-associated risk. To investigate this hypothesis, we conducted stratified genome-wide association studies of APOE4 carriers at the extremes of age at onset distribution to identify variants that modify risk. We identified a single variant in EIF2B3 encoding the amino acid substitution S404A as a candidate risk modifier. eIF2B3 is a subunit of eIF2B, a guanine exchange factor (GEF) for eIF2 that is involved in translational control and the integrated stress response. Our lab has recently shown that APOE4 induces a constitutively upregulated ISR and aberrant protein translation in murine and human iPSC-derived microglia, demonstrating that APOE4 alone can lead to increased levels of cellular stress1,2. Furthermore, EIF2B2, another eIF2B subunit, is an AD risk gene identified in AD GWAS3. The overall goal of this proposal is to directly test the hypothesis that EIF2B3 variants modulate APOE4-associated risk by dysregulating the ISR and thus alter microglial cell function in the context of disease. In Aim 1, I will combine cell-free in vitro fluorescent GEF assays and structural chemistry to determine the effects of EIF2B3S404A directly on eIF2B structural integrity and enzymatic activity, in the absence of cellular stress. Aim 2 will determine the impact of EIF2B3S404A on APOE4 microglia cell function in vitro using human induced pluripotent stem cell (iPSCs)- derived microglia and live-cell imaging in the context of disease-related stressors. Lastly, in Aim 3, I will employ novel xenotransplantation methods involving direct injection of human microglia precursor cells into the mouse brain to evaluate the effect of EIF2B3S404A on APOE4 microglia cell function in vivo and in the context of disease. Together, the results here will confirm or refute the hypothesis that EIF2B3 variants modulate APOE4-associated risk by altering microglial cell function. Throughout the project, I will test the efficacy of an ISR inhibitor (ISRIB) drug at alleviating EIF2B3S404A -induced effects on EIF2B activity in vitro and in microglia in vitro and in vivo. The work here has the potential to greatly impact public health through understanding the way in which variants affect immune cell function and modify disease risk and by potentially identifying a novel drug for the treatment of AD. The fellowship training plan proposed here will provide me with the technical skills, scientific knowledge, critical thinking skills gained from Dr. Alison Goate's mentorship and the collaborative environment at the Icahn School of Medicine at Mount Sinai at large, equipping me with the necessary skills for a successful transition to a career as an independent scientist.
项目概要 人类遗传学研究提供了一种强大的方法来识别与阿尔茨海默病相关的基因和途径 疾病(AD)。载脂蛋白 E 同工型 4 (APOE4) 是散发性阿尔茨海默病最强的遗传风险因素 疾病。尽管 APOE4 对 AD 风险有很强的影响,但 APOE4 存在广泛的临床结果 携带者:有些携带者早在 30 岁时就可能出现认知障碍,而其他携带者则仍然存在 100 年后认知能力正常。 APOE4 携带者的临床表现差异很大表明 存在调节 APOE 相关风险的遗传变异。为了研究这个假设,我们进行了 APOE4携带者在发病年龄极端分布的分层全基因组关联研究 识别改变风险的变体。我们在 EIF2B3 中鉴定出编码氨基酸取代的单个变体 S404A 作为候选风险调节剂。 eIF2B3 是 eIF2B 的一个亚基,eIF2B 是 eIF2 的鸟嘌呤交换因子 (GEF), 参与翻译控制和综合应激反应。我们的实验室最近表明 APOE4 在小鼠和人类 iPSC 衍生中诱导组成性上调 ISR 和异常蛋白翻译 小胶质细胞,证明 APOE4 单独可以导致细胞应激水平增加1,2。此外, EIF2B2 是另一个 eIF2B 亚基,是 AD GWAS3 中鉴定的 AD 风险基因。该提案的总体目标是 直接检验 EIF2B3 变体通过 ISR 失调调节 APOE4 相关风险的假设 从而改变疾病背景下的小胶质细胞功能。在目标 1 中,我将结合无细胞体外荧光 GEF 检测和结构化学可确定 EIF2B3S404A 直接对 eIF2B 结构完整性的影响 和酶活性,在没有细胞应激的情况下。目标 2 将确定 EIF2B3S404A 对 使用人诱导多能干细胞 (iPSC) 衍生的小胶质细胞和 APOE4 小胶质细胞在体外发挥功能 疾病相关压力源背景下的活细胞成像。最后,在目标 3 中,我将采用小说 异种移植方法涉及将人类小胶质细胞前体细胞直接注射到小鼠大脑中 评估 EIF2B3S404A 在体内和疾病背景下对 APOE4 小胶质细胞功能的影响。 总之,这里的结果将证实或反驳 EIF2B3 变体调节 APOE4 相关的假设 通过改变小胶质细胞功能来风险。在整个项目中,我将测试 ISR 抑制剂 (ISRIB) 的功效 减轻 EIF2B3S404A 诱导的体外和小胶质细胞体外和体内 EIF2B 活性影响的药物。这 通过了解变异影响的方式,这里的工作有可能极大地影响公共健康 免疫细胞功能和改变疾病风险,并有可能确定一种治疗 AD 的新药。 这里提出的进修培训计划将为我提供技术技能、科学知识、关键能力 从艾莉森·戈特博士的指导和伊坎学院的协作环境中获得的思维技能 西奈山医学博士,为我提供了成功过渡到职业生涯所需的技能 作为一名独立科学家。

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 }}

Francesca Garretti其他文献

Francesca Garretti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

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
基于年龄和空间的非随机混合对性传播感染影响的建模与研究
  • 批准号:
    12301629
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
母传抗体水平和疫苗初种年龄对儿童麻疹特异性抗体动态变化的影响
  • 批准号:
    82304205
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    20 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
运动状态下代谢率的年龄变化特征及对人体热舒适的影响研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于堆叠式集成学习探索人居环境对生物学年龄的影响
  • 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

Stopping Hydroxychloroquine In Elderly Lupus Disease (SHIELD)
停止使用羟氯喹治疗老年狼疮病 (SHIELD)
  • 批准号:
    10594743
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.91万
  • 项目类别:
Regulation of Vascular Calcification by Adventitial Endothelial Cells
外膜内皮细胞对血管钙化的调节
  • 批准号:
    10642619
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.91万
  • 项目类别:
Project 2: Therapeutic Gene Editing for Friedreich's Ataxia
项目 2:弗里德赖希共济失调的治疗性基因编辑
  • 批准号:
    10668768
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.91万
  • 项目类别:
Development of CM-CS1 CAR Treg to Treat Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)
开发 CM-CS1 CAR Treg 治疗肌萎缩侧索硬化症 (ALS)
  • 批准号:
    10696512
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.91万
  • 项目类别:
Identifying and understanding the role of repeat RNAs and RAN proteins in Alzheimer's disease
识别和理解重复 RNA 和 RAN 蛋白在阿尔茨海默病中的作用
  • 批准号:
    10833734
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.91万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了