Axonal myelination of interneurons in cortex: functional significance and plasticity

皮质中间神经元的轴突髓鞘形成:功能意义和可塑性

基本信息

  • 批准号:
    10626677
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 55.13万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-08-15 至 2024-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

ABSTRACT Parvalbumin-containing (PV+) fast spiking basket cells comprise an important subset of interneurons in the brain. Cortical PV+ basket cells regulate the activity of principal pyramidal neurons and other interneurons to influence a variety of behaviors. Diminished PV+ activity in cortex is associated with numerous psychiatric disorders, including schizophrenia and other dissociative disorders, and autism. We propose to investigate the properties of PV+ interneurons and their influence on their postsynaptic targets by focusing on the smallest element of a neural circuit, the synaptic connection between two single neurons. We will apply a multipronged approach by combining electrophysiological recordings from two synaptically connected neurons, with single cell transcriptomic analysis of both neurons and high-resolution array tomographic reconstruction of the anatomy of their synaptic connectivity. In these studies, the presynaptic neuron will be a PV+ basket cell, with the postsynaptic partner being a pyramidal neuron or another interneuron. We propose three specific aims to study the function and structure of the axon-myelin unit of PV+ interneurons within this quantal element of the neural circuitry. 1) We will elucidate the rules of PV+ interneuron connectivity in the adult neocortex by comparing the physiological and anatomical properties of the synaptic connections between individual neurons (PV+ presynaptic), including synaptic strength, latency, and failure rate, the directionality of activity- induced plasticity, as well as the number of synapses created between the two neurons, the number of connecting axon paths, length and thickness of axon paths and the extent of axon myelination. 2) We will characterize the synapses that PV+ basket cells project onto different compartments of the postsynaptic neuron, and specifically the much less understood PV+ synapses onto distal dendrites and spines, including their axonal paths and synaptic molecular content, comparing those to soma-directed synapses. In the case of spine synapses we will also clarify the identity of the excitatory synapse onto the same spine. 3) We will study the gene expression in PV+ interneurons and in their postsynaptic target neurons with single cell RNA-seq, and correlate gene expression patterns with the electrophysiological properties of synaptic transmission and synaptic plasticity, and with the morphological characteristics of these synaptic connections revealed by 3D reconstruction by array tomography, including, but not limited to myelination, axonal path length, number of synapses, and their molecular character. By elucidating the function of PV+ cells and their myelinated axon in the smallest neural circuit interaction, we aim to gain insight into how these crucial elements of brain circuits contribute to normal and pathological brain function, thus providing the knowledge base needed for improved treatment design for PV+ interneuron-related disorders.
抽象的 含白蛋白的(PV+)快速尖峰篮细胞包含一个重要的中间神经元的子集 脑。皮质PV+篮细胞调节主要锥体神经元和其他神经元的活性 影响各种行为。皮质中的PV+活性减少与大量精神病学有关 疾病,包括精神分裂症和其他解离性疾病以及自闭症。我们建议调查 PV+中间神经元的特性及其对突触后靶标的影响,通过关注最小 神经回路的元素,两个单个神经元之间的突触连接。我们将应用多个 通过将两个突触连接神经元的电生理记录与单个单一结合在一起的方法 神经元和高分辨率阵列断层扫描重建的细胞转录组分析 其突触连通性的解剖学。在这些研究中,突触前神经元将是PV+篮细胞,具有 突触后伴侣是金字塔神经元或另一个神经元。我们提出了三个具体目标 研究该定量元件中PV+中间神经元的轴突膜蛋白单位的功能和结构 神经电路。 1)我们将通过 比较个体之间突触连接的生理和解剖学特性 神经元(PV+突触前),包括突触强度,潜伏期和失败率,活动的方向性 - 诱导的可塑性以及两个神经元之间产生的突触数量,数量 连接轴突路径的轴突路径,轴突路径的长度和厚度以及轴突髓鞘的程度。 2)我们会的 表征PV+篮细胞在突触后不同隔室上投射的突触 神经元,特别是对远端树突和刺的PV+突触的理解较少,包括 它们的轴突路径和突触分子含量,将其与SOMA定向的突触进行比较。如果是 脊柱突触我们还将阐明兴奋性突触的身份。 3)我们将学习 PV+中间神经元中的基因表达及其与单细胞RNA-Seq的突触后靶神经元中的基因表达, 并将基因表达模式与突触传播的电生理特性相关联 突触可塑性,并具有3D揭示的这些突触连接的形态特征 通过阵列层析成像重建,包括但不限于髓鞘,轴突路径长度,数量 突触及其分子特征。通过阐明PV+细胞的功能及其髓鞘的轴突 最小的神经回路相互作用,我们旨在深入了解这些关键元素如何 有助于正常和病理大脑功能,从而提供了改善所需的知识库 PV+中间神经元间疾病的治疗设计。

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 }}

Vernon Daniel MADISON其他文献

Vernon Daniel MADISON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('Vernon Daniel MADISON', 18)}}的其他基金

Axonal myelination of interneurons in cortex: functional significance and plasticity
皮质中间神经元的轴突髓鞘形成:功能意义和可塑性
  • 批准号:
    9173829
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 55.13万
  • 项目类别:
Axonal myelination of interneurons in cortex: functional significance and plasticity
皮质中间神经元的轴突髓鞘形成:功能意义和可塑性
  • 批准号:
    9315233
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 55.13万
  • 项目类别:
Axonal myelination of interneurons in cortex: functional significance and plasticity
皮质中间神经元的轴突髓鞘形成:功能意义和可塑性
  • 批准号:
    9898469
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 55.13万
  • 项目类别:
Single synapse analysis of synaptic plasticity by combining electrophysiology and array tomography
结合电生理学和阵列断层扫描的突触可塑性单突触分析
  • 批准号:
    10059263
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 55.13万
  • 项目类别:
Single-Synapse Analysis of Neocortical Circuit Plasticity
新皮质回路可塑性的单突触分析
  • 批准号:
    8842414
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 55.13万
  • 项目类别:
Plasticity in Unitary Synaptic Connections
单一突触连接的可塑性
  • 批准号:
    8011531
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 55.13万
  • 项目类别:
Plasticity in Unitary Synaptic Connections
单一突触连接的可塑性
  • 批准号:
    6623072
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 55.13万
  • 项目类别:
Plasticity in Unitary Synaptic Connections
单一突触连接的可塑性
  • 批准号:
    7786398
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 55.13万
  • 项目类别:
Plasticity in Unitary Synaptic Connections
单一突触连接的可塑性
  • 批准号:
    6914952
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 55.13万
  • 项目类别:
Plasticity in Unitary Synaptic Connections
单一突触连接的可塑性
  • 批准号:
    8204758
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 55.13万
  • 项目类别:

相似国自然基金

去泛素化酶USP5调控P53通路在伴E2A-PBX1成人ALL的致病机制研究
  • 批准号:
    81900151
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
核基质结合区蛋白SATB1调控CCR7抑制急性T淋巴细胞白血病中枢浸润的作用与机制
  • 批准号:
    81870113
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    55.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
成人及儿童急性淋巴细胞白血病的基因组转录组生物信息学分析方法建立及数据分析
  • 批准号:
    81570122
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
NR3C1基因突变在成人急性淋巴细胞白血病耐药与复发中的作用与机制研究
  • 批准号:
    81470309
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    75.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
儿童和成人急性T淋巴细胞白血病中miRNA和转录因子共调控网络的差异性研究
  • 批准号:
    31270885
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Mitochondrial Calcium and Neuronal Health
线粒体钙和神经元健康
  • 批准号:
    10638869
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 55.13万
  • 项目类别:
Mechanical signaling through the nuclear membrane in lung alveolar health
通过核膜的机械信号传导影响肺泡健康
  • 批准号:
    10677169
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 55.13万
  • 项目类别:
p16INK4a+ fibroblasts regulate epithelial regeneration after injury in lung alveoli through the SASP
p16INK4a成纤维细胞通过SASP调节肺泡损伤后的上皮再生
  • 批准号:
    10643269
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 55.13万
  • 项目类别:
Consequences of Perinatal Nicotine Exposure on Functional Brainstem Development
围产期尼古丁暴露对功能性脑干发育的影响
  • 批准号:
    10752337
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 55.13万
  • 项目类别:
Targeting Menin in Acute Leukemia with Upregulated HOX Genes
通过上调 HOX 基因靶向急性白血病中的 Menin
  • 批准号:
    10655162
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 55.13万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了