Revealing the single cell determinants of brain relevant to persistent HIV infection and opioid use disorder
揭示与持续艾滋病毒感染和阿片类药物使用障碍相关的大脑单细胞决定因素
基本信息
- 批准号:10686140
- 负责人:
- 金额:$ 223.95万
- 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:2021-09-30 至 2026-07-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:ATAC-seqAcquired Immunodeficiency SyndromeAffectAgreementAnatomyAnimal ModelAtlasesAutopsyBRAIN initiativeBindingBioinformaticsBiological AssayBipolar DisorderBrainBrain regionCell NucleusCellsCensusesCentral Nervous SystemCerebrumCessation of lifeChromatinDNADataDiseaseElementsEnvironmentEnzymesEpigenetic ProcessGene ExpressionGene Expression RegulationGenerationsGenesGenetic TranscriptionGenetic VariationGenomeGlassHIVHIV InfectionsHIV-associated neurocognitive disorderHIV/AIDSHandHumanHuman GenomeImmuneImmune System DiseasesImmunobiologyImpaired cognitionImpairmentIndividualLearningLegalMeasurementMethamphetamineMethodsModernizationModificationMolecularMorphologyMusNational Institute of Drug AbuseNeurogliaNucleus AccumbensOpioidOrganoidsPeripheral Blood Mononuclear CellPersonsPharmaceutical PreparationsPhasePhysiologyPrefrontal CortexProteinsRanaRegulator GenesRegulatory ElementReportingRoleSamplingSchizophreniaSiteSpecific qualifier valueSystemTechnologyTissuesTransposaseUnited States National Institutes of HealthUntranslated RNAValidationVariantWorkantiretroviral therapybrain cellbrain dysfunctioncell typecognitive functiondata resourceepigenomeepigenomicsexhaustionfrontal lobehigh riskimmune functioninduced pluripotent stem cellinnovationinsightmemberneuroinflammationnovelopioid useopioid use disorderpreventprogramssingle cell sequencingsingle nucleus RNA-sequencingsingle-cell RNA sequencingtranscription factortranscriptometranscriptomicsvalidation studies
项目摘要
PROJECT SUMMARY
People living with HIV (PLWH) are at the higher risk for impaired cognitive functions such as
HIV-Associated Neurocognitive Disorder or HAND. Further, higher use of legal and illegal
opioids among PLWH could affect their immune functions and exacerbate CNS impairment.
However, little is known about the HIV harboring cell types in brain, effect of ART on specific
CNS cell types, and the modification of brain functions by opioid use. The human brain is
composed of an enormous diversity of cell types defined by distinct gene expression,
morphology, connectivity, and physiology. Single cell sequencing assays enable cell type-
specific analysis of the role of these cell types in healthy brain function and disease. The overall
objective of this proposal is to reveal the single cell determinants of brain relevant to persistent
HIV infection and opioid use disorder using snRNA-seq and snATAC-seq technologies,
bioinformatics approaches, and validation studies. Opioids, as with other addictive drugs, affect
nucleus accumbens (NAc) and prefrontal cortex (PFC) and both of these regions are also
affected by HIV. We put forward an unprecedented concept and experimental system to identify
single cell determinants of brain relevant to persistent HIV infection and opioid use disorder as
well as potential opportunities to illuminate how genetic variation affects gene expression. Our
project has two specific aims: Aim 1: Create a single nucleus transcriptomic atlas of PFC and
NAc. snRNA-seq will be performed on these two regions isolated from post mortem brains. Aim
2: Create a single nucleus epigenomic atlas of PFC and NAc. snATAC-seq will be performed on
these two regions isolated from post mortem brains. Successful completion of these innovative
single-cell studies will generate cellular part list for two NIDA-relevant brain regions, PFC and
NAc, and will illuminate novel insights into transcriptomic and epigenetic landscapes of CNS
and how they are altered by HIV and opioid use.
项目概要
艾滋病毒感染者 (PLWH) 认知功能受损的风险较高,例如
HIV 相关神经认知障碍或 HAND。此外,更多地使用合法和非法的
艾滋病毒感染者中的阿片类药物可能会影响他们的免疫功能并加剧中枢神经系统损伤。
然而,人们对大脑中 HIV 携带细胞类型、ART 对特定细胞的影响知之甚少。
中枢神经系统细胞类型,以及阿片类药物使用对大脑功能的改变。人类的大脑是
由由不同基因表达定义的巨大多样性细胞类型组成,
形态、连通性和生理学。单细胞测序分析使细胞类型
具体分析这些细胞类型在健康大脑功能和疾病中的作用。整体
该提案的目的是揭示与持久性相关的大脑单细胞决定因素
使用 snRNA-seq 和 snATAC-seq 技术的 HIV 感染和阿片类药物使用障碍,
生物信息学方法和验证研究。阿片类药物与其他成瘾药物一样,会影响
伏隔核 (NAc) 和前额皮质 (PFC),这两个区域也
受艾滋病毒影响。我们提出了前所未有的概念和实验系统来识别
与持续艾滋病毒感染和阿片类药物使用障碍相关的大脑单细胞决定因素
以及阐明遗传变异如何影响基因表达的潜在机会。我们的
项目有两个具体目标: 目标 1:创建 PFC 和 PFC 的单核转录组图谱
NAc。 snRNA-seq 将对从死后大脑中分离出的这两个区域进行。目的
2:创建 PFC 和 NAc 的单核表观基因组图谱。 snATAC-seq 将在
这两个区域与死后大脑分离。这些创新成果的顺利完成
单细胞研究将为两个 NIDA 相关的大脑区域(PFC 和
NAc,并将阐明中枢神经系统转录组和表观遗传景观的新见解
以及它们如何因艾滋病毒和阿片类药物的使用而改变。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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专利数量(0)
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