Enhancement, mapping, and validation of viral vectors for primate optogenetics

用于灵长类光遗传学的病毒载体的增强、绘图和验证

基本信息

  • 批准号:
    10391957
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 68.87万
  • 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:
    2022-01-15 至 2026-12-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Mapping the visual and visuomotor circuits of the brain using opsins and other actuators to target and control neurons is a central goal of modern neuroscience. Actuators have become key to studying neuronal circuits, modeling brain disorders, and developing new therapies. Neural actuator applications to research in rodents and other small animals have achieved great success. In primates, however, these approaches have yet to be transformative. The main problem is that viral vectors are required to deliver actuator genes, but both viral transduction and gene expression have been unreliable across, and even within, primate labs. Efficacy is hindered by the complex innate and adaptive retaliatory immune response in primates, and even when the approach does work, cell-type specificity is lacking. The overall purpose of this project is to incorporate recent advances in virology, gene therapy, and immunology to maximize viral transduction, maintain chronic gene expression, and gain cell-type specificity through retrograde transportation of viruses in visual circuits of the macaque brain. Throughout the project, optogenetics is the actuator-mediated intervention and the visual- oculomotor system is the testbed. We focus on two viruses that provide retrograde transport: retrograde adeno- associated virus-2 (rAAV2-retro) and fusion glycoprotein-E pseudotyped lentiviral vector (NeuRet). Each will deliver genes encoding the Red-activatable Channelrhodopsin (ReaChR). Our team, spanning Duke, NYU, and UNC-Chapel Hill, has extensive expertise in vector technology and macaque neurobiology. Aim 1 is dedicated towards the maturation of pharmacological regimens that modify both arms of the primate's immune system to enhance viral transduction and promote long-term constitutive expression of opsin transgenes. Aim 2 will establish comprehensive expression maps of retrogradely transduced neurons. This mapping is a critical step toward providing cell- and circuit-level specificity and supplies a means for physiologically identifying neurons, through phototagging, based on their anatomical connectivity. Aim 3 will use phototagging paired with projection targeting to identify and neurophysiologically characterize neurons contributing to specific circuits within the visual and visuomotor circuitry of the macaque brain. In combination, this work will enhance the efficacy of viral vectors for neuroscientific research of the macaque visual and visuomotor system, provide both anatomical and functional validation of the developed protocols, and provide new insights into the functional role these specific circuits serve in vision and visuomotor behaviors. Finally, this project will provide fundamental insights for improving human gene therapies that depend on viral delivery of therapeutic genes.
项目概要 使用视蛋白和其他执行器来定位和控制大脑的视觉和视觉运动回路 神经元是现代神经科学的中心目标。执行器已成为研究神经元回路的关键, 模拟大脑疾病并开发新疗法。神经执行器在啮齿类动物研究中的应用 其他小动物也取得了巨大的成功。然而,在灵长类动物中,这些方法尚未得到证实。 变革性的。主要问题是病毒载体需要传递致动基因,但两种病毒载体都需要传递致动基因。 在灵长类动物实验室中,甚至在灵长类动物实验室内部,转导和基因表达都是不可靠的。功效为 受到灵长类动物复杂的先天性和适应性报复性免疫反应的阻碍,甚至当 该方法确实有效,但缺乏细胞类型特异性。该项目的总体目的是整合最近 病毒学、基因治疗和免疫学的进展,以最大限度地提高病毒转导,维持慢性基因 表达,并通过视觉回路中病毒的逆行运输获得细胞类型特异性 猕猴的大脑。在整个项目中,光遗传学是执行器介导的干预和视觉- 动眼系统是试验台。我们关注两种提供逆行运输的病毒:逆行腺病毒 相关病毒-2 (rAAV2-retro) 和融合糖蛋白-E 假型慢病毒载体 (NeuRet)。每个都会 传递编码红色激活通道视紫红质 (ReaChR) 的基因。我们的团队涵盖杜克大学、纽约大学和 北卡罗来纳大学教堂山分校在载体技术和猕猴神经生物学方面拥有丰富的专业知识。目标1是专注 朝着改变灵长类动物免疫系统双臂的药物治疗方案的成熟方向发展 增强病毒转导并促进视蛋白转基因的长期组成型表达。目标2将 建立逆行转导神经元的综合表达图谱。这个映射是关键的一步 提供细胞和电路水平的特异性,并提供一种生理学识别神经元的方法, 通过基于其解剖连接性的照片标记。目标 3 将使用照片标签与投影相结合 旨在识别和神经生理学表征对特定神经回路有贡献的神经元 猕猴大脑的视觉和视觉运动回路。结合起来,这项工作将增强病毒的功效 用于猕猴视觉和视觉运动系统神经科学研究的载体,提供了解剖学和 对所开发的协议进行功能验证,并为这些特定的功能作用提供新的见解 神经回路负责视觉和视觉运动行为。最后,该项目将为以下方面提供基本见解: 改善依赖病毒传递治疗基因的人类基因疗法。

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 }}

Marc A Sommer其他文献

Marc A Sommer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('Marc A Sommer', 18)}}的其他基金

Enhancement, mapping, and validation of viral vectors for primate optogenetics
用于灵长类光遗传学的病毒载体的增强、绘图和验证
  • 批准号:
    10546445
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 68.87万
  • 项目类别:
Neuromuscular Control of Primate Eye Movements
灵长类动物眼球运动的神经肌肉控制
  • 批准号:
    9919573
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 68.87万
  • 项目类别:
2017 Eye Movements Gordon Research Conference and Gordon Research Seminar
2017眼动戈登研究会议暨戈登研究研讨会
  • 批准号:
    9331202
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 68.87万
  • 项目类别:
Impact of Timing, Targeting, and Brain State on rTMS of Human and Non-Human Primates
时间、目标和大脑状态对人类和非人类灵长类动物 rTMS 的影响
  • 批准号:
    9390539
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 68.87万
  • 项目类别:
Functions of Saccadic Circuits in Lateral Cerebellar Cortex
小脑外侧皮层扫视回路的功能
  • 批准号:
    8359944
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 68.87万
  • 项目类别:
Effects of Transcranial Magnetic Stimulation on Neurons in Behaving Primates
经颅磁刺激对行为灵长类动物神经元的影响
  • 批准号:
    8412767
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 68.87万
  • 项目类别:
Effects of Transcranial Magnetic Stimulation on Neurons in Behaving Primates
经颅磁刺激对行为灵长类动物神经元的影响
  • 批准号:
    8285060
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 68.87万
  • 项目类别:
Functions of Saccadic Circuits in Lateral Cerebellar Cortex
小脑外侧皮层扫视回路的功能
  • 批准号:
    8523897
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 68.87万
  • 项目类别:
Visuomotor functions of ascending pathways to frontal cortex
额叶皮层上升通路的视觉运动功能
  • 批准号:
    7497027
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 68.87万
  • 项目类别:
Visuomotor functions of ascending pathways to frontal cortex
额叶皮层上升通路的视觉运动功能
  • 批准号:
    7667853
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 68.87万
  • 项目类别:

相似国自然基金

髋关节撞击综合征过度运动及机械刺激动物模型建立与相关致病机制研究
  • 批准号:
    82372496
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48 万元
  • 项目类别:
    面上项目
探索在急性呼吸窘迫综合征动物模型和患者长时间俯卧位通气过程中动态滴定呼气末正压的意义
  • 批准号:
    82270081
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    76 万元
  • 项目类别:
    面上项目
脆性X综合征动物模型中异常视觉信息处理和视觉注意力的神经环路机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
无菌动物模型与单细胞拉曼技术结合的猴与人自闭症靶标菌筛选及其机制研究
  • 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
雌激素抑制髓系白血病动物模型中粒细胞异常增生的机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Development of Cell Culture Inserts and 3D In Vitro Tissue Models Utilizing Novel Electrospun Scaffolds
利用新型静电纺丝支架开发细胞培养插入物和 3D 体外组织模型
  • 批准号:
    10697932
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 68.87万
  • 项目类别:
Development of Cell Culture Inserts and 3D In Vitro Tissue Models Utilizing Novel Electrospun Scaffolds
利用新型静电纺丝支架开发细胞培养插入物和 3D 体外组织模型
  • 批准号:
    10697932
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 68.87万
  • 项目类别:
Sex Differences in Blood-Brain and Blood-Tumor Barrier Dynamics in Glioblastoma
胶质母细胞瘤血脑和血肿瘤屏障动力学的性别差异
  • 批准号:
    10886931
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 68.87万
  • 项目类别:
Individualized Profiles of Sensorineural Hearing Loss from Non-Invasive Biomarkers of Peripheral Pathology
周围病理学非侵入性生物标志物的感音神经性听力损失个体化概况
  • 批准号:
    10827155
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 68.87万
  • 项目类别:
A germline- and promoter-independent strategy to gain access to all cell types in the brain
一种独立于种系和启动子的策略,可获取大脑中所有细胞类型
  • 批准号:
    10651435
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 68.87万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了