Experience-Dependent Reorganization of Excitatory Synapse Connectivity

兴奋性突触连接的经验依赖性重组

基本信息

  • 批准号:
    10883859
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.21万
  • 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:
    2019-12-01 至 2025-05-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Project Summary  Optimal refinement of neural circuits during development is a highly controlled process that depends critically on  experience. Ample genetic evidence in mental disorders points specifically to defects in molecular targets related  to experience-­dependent developmental plasticity of excitatory synapses, and dysregulation of this fundamental  developmental process results in a variety of neuropsychiatric diseases. This project seeks to elucidate  mechanisms by which experience sculpts the functional connection of excitatory synapses during development  and how perturbations in this process can derail the normal developmental trajectory. We found that during the  critical period of their functional maturation, excitatory synapses of the mouse primary visual cortex (V1) maintain  a dynamic equilibrium in their AMPA receptor-­mediated transmission. This equilibrium requires neurogranin (Ng),  a  postsynaptic calmodulin-­binding protein  important  for  synaptic  plasticity, which is has been implicated in  schizophrenia and mental retardation. Our preliminary studies show that in addition to controlling incorporation  of  AMPA  receptors  into  AMPA  receptor-­lacking (silent) synapses and synaptic pruning, Ng levels also control  the timing of the developmental switch in NMDA receptor subunits, and change the phosphorylation profiles of  several post synaptic proteins including NMDA receptor and PSD-­93/95. This project investigates the hypothesis  that Ng levels influence the experience-­dependent reorganization of excitatory synaptic connectivity by altering  Ca/CaM-­dependent  signaling  pathways, including  PP2B  and  NMDA  receptors, using a combination of virus-­ mediated gene manipulation, synaptic physiology, channel biophysics, morphological analysis, and behavioral  interrogation. The results will elucidate the molecular pathways governing experience-­dependent refinement of  excitatory synaptic connectivity during development and will help to identify potential targets for pharmacologic  interventions in patient with neurodevelopmental disorders.
项目概要 神经回路在发育过程中的最佳细化是一个高度受控的过程,关键取决于 精神疾病的大量遗传证据特别指出了相关分子靶标的缺陷。 兴奋性突触的经验依赖性发育可塑性,以及这种基本的失调 该项目旨在阐明发育过程导致的各种神经精神疾病。 经验在发育过程中塑造兴奋性突触功能连接的机制。 我们发现,这个过程中的干扰如何破坏正常的发展轨迹。 在其功能成熟的关键时期,小鼠初级视觉皮层(V1)的兴奋性突触维持 AMPA 受体介导的传输达到动态平衡,这种平衡需要神经颗粒素 (Ng), 一种对突触可塑性很重要的突触后钙调蛋白结合蛋白,与 我们的初步研究表明,除了控制合并之外,精神分裂症和精神发育迟滞。 Ng 水平还控制 AMPA 受体进入缺乏 AMPA 受体(沉默)的突触和突触修剪 NMDA 受体亚基发育开关的时间,并改变 NMDA 受体亚基的磷酸化谱 包括 NMDA 受体和 PSD-93/95 在内的几种突触后蛋白。该项目研究了这一假设。 Ng 水平通过改变兴奋性突触连接的经验依赖性重组 Ca/CaM 依赖性信号通路,包括 PP2B 和 NMDA 受体,使用病毒- 介导的基因操纵、突触生理学、通道生物物理学、形态分析和行为 结果将阐明控制依赖于经验的细化的分子途径。 发育过程中的兴奋性突触连接,将有助于确定药理学的潜在目标 对患有神经发育障碍的患者进行干预。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Non-rapid eye movement sleep and wake neurophysiology in schizophrenia.
精神分裂症的非快速眼动睡眠和觉醒神经生理学。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022-05-17
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Kozhemiako, Nataliia;Wang, Jun;Jiang, Chenguang;Wang, Lei A;Gai, Guanchen;Zou, Kai;Wang, Zhe;Yu, Xiaoman;Zhou, Lin;Li, Shen;Guo, Zhenglin;Law, Robert;Coleman, James;Mylonas, Dimitrios;Shen, Lu;Wang, Guoqiang;Tan, Shuping;Qin, Shengying;H
  • 通讯作者:
    H
Ca2+-Dependent Inactivation of GluN2A and GluN2B NMDA Receptors Occurs by a Common Kinetic Mechanism.
GluN2A 和 GluN2B NMDA 受体的 Ca2 依赖性失活通过共同的动力学机制发生。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Iacobucci, Gary J;Popescu, Gabriela K
  • 通讯作者:
    Popescu, Gabriela K
GluD receptors are functional ion channels.
GluD 受体是功能性离子通道。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023-06-20
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Kumar, Janesh;Popescu, Gabriela K;Gantz, Stephanie C
  • 通讯作者:
    Gantz, Stephanie C
A spectrum of altered non-rapid eye movement sleep in schizophrenia.
精神分裂症患者非快速动眼睡眠的一系列改变。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023-12-29
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kozhemiako, Nataliia;Jiang, Chenguang;Sun, Yifan;Guo, Zhenglin;Chapman, Sinéad;Gai, Guanchen;Wang, Zhe;Zhou, Lin;Li, Shen;Law, Robert G;Wang, Lei A;Mylonas, Dimitrios;Shen, Lu;Murphy, Michael;Qin, Shengying;Zhu, Wei;Zhou, Zhenhe;Stickgold
  • 通讯作者:
    Stickgold
Homecoming of the estranged GluD channels.
疏远的 GluD 频道回归。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15.9
  • 作者:
    Abbott, Jamie A;Popescu, Gabriela K
  • 通讯作者:
    Popescu, Gabriela K
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