Pericyte control of capillary perfusion in the Alzheimer's disease brain

阿尔茨海默病大脑中毛细血管灌注的周细胞控制

基本信息

  • 批准号:
    10655813
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 89万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-04-15 至 2028-01-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

In Alzheimer's disease and Alzheimer's disease related dementias (AD/ADRD), aberrant contraction of capillary pericytes contributes to cerebral hypoperfusion. However, our understanding of the vasoactive signals and intracellular mechanisms underlying pericyte contractility remains lacking. Pericytes express high levels of endothelin-1 type A receptors (ETAR) and thromboxane A2 receptors (TXA2R). Our central hypothesis is that ETAR and TXA2R signaling is essential to optimize blood flow through brain capillary networks, and that aberrant activity through these receptors during amyloid beta (A) accumulation contributes to hypoperfusion. To address this hypothesis, we will use an in vivo-ex vivo pipeline with innovative imaging approaches and a novel murine Cre-driver to genetically target CNS pericytes. The work will be conducted by investigators with complementary expertise in in vivo two-photon imaging of blood flow, ex vivo brain slice experiments, pericyte biology, and ETAR and TXA2R signaling mechanisms. Aim 1 will test the hypothesis that ETAR and TXA2R signaling in pericytes provides basal capillary tone and orchestrates optimization of flow through brain capillary networks. ETAR (ednra gene), and separately, TXA2R (tbxa2r gene), will be conditionally deleted in capillary pericytes of normal mice. In vivo deep two-photon imaging will be used to study capillary flow dynamics across cortical layers and into callosal white matter of awake mice. A battery of vascular metrics, tissue hypoxia, neuroinflammation, and behavioral outcomes will be assessed. Aim 2 will test the hypothesis that G-protein signaling downstream of ETAR and TXA2R requires actomyosin contractile machinery in capillary pericytes, despite low expression of α- smooth muscle actin. We will use chemogenetics to drive G-protein activation, as seen downstream of ETAR and TXA2R signaling. Pericytes will be chemogenetically contracted in ex vivo brain slices and blockers of actomyosin and cytoskeletal machinery will be administered to dissect their roles in pericyte contraction. Further, chemogenetic activation of CNS capillary pericytes in vivo will be characterized as a new model of cerebral hypoperfusion. Aim 3 will test the hypothesis that aberrant ETAR and TXA2R signaling drives deficiency in capillary perfusion and cognitive decline during A accumulation. Conditional genetic deletion of ETAR or TXA2R, and separately, chronic administration of ETAR/TXA2R inhibitors will be examined in two models of AD- like pathology (Tg-SwDi and 5xFAD). Effects on cerebral blood flow, brain health, and behavioral metrics will be examined. This project will advance our understanding of brain hypoperfusion in AD/ADRD by: (1) Deciphering mechanisms of pericyte contractility in the normal and AD brain; (2) leveraging a novel capillary pericyte-specific mouse line to dissect pericyte contributions to blood flow; (3) characterizing a novel model of capillary-driven hypoperfusion in vivo; (4) employing advanced in vivo imaging approaches to study deep capillary networks most strongly affected in AD/ADRD; (5) providing proof of concept preclinical studies to test if modulation of ETAR and TXA2R signaling in pericytes can improve capillary network flow and cognition in AD/ADRD.
在阿尔茨海默病和阿尔茨海默病相关痴呆症 (AD/ADRD) 中,毛细血管异常收缩 然而,周细胞导致脑灌注不足。 周细胞收缩性的细胞内机制仍然缺乏。 内皮素-1 A 型受体 (ETAR) 和血栓素 A2 受体 (TXA2R) 我们的中心假设是 ETAR 和 TXA2R 信号传导对于优化脑毛细血管网络的血流至关重要,并且异常 β 淀粉样蛋白 (A) 积累期间通过这些受体的活性有助于解决灌注不足问题。 根据这一假设,我们将使用具有创新成像方法和新型小鼠的体内-离体管道 Cre-driver 基因靶向中枢神经系统周细胞 这项工作将由具有互补性的研究人员进行。 体内血流双光子成像、离体脑切片实验、周细胞生物学和 ETAR 方面的专业知识 目标 1 将检验周细胞中 ETAR 和 TXA2R 信号传导的假设。 提供基础毛细血管张力并协调通过脑毛细血管网络的流量优化(ednra。 基因),以及单独的TXA2R(tbxa2r基因),将在正常小鼠的毛细血管周细胞中被有条件地删除。 体内深层双光子成像将用于研究穿过皮质层并进入的毛细血管流动动力学 清醒小鼠的胼胝体白质。一系列血管指标、组织缺氧、神经炎症和 目标 2 将测试 G 蛋白信号传导下游的假设。 ETAR 和 TXA2R 需要毛细血管周细胞中的肌动球蛋白收缩机制,尽管 α- 表达较低 我们将使用化学遗传学来驱动 G 蛋白激活,如 ETAR 下游所示。 和 TXA2R 信号传导将在离体脑切片和阻断剂中发生化学遗传学收缩。 将使用肌动球蛋白和细胞骨架机制来剖析它们在周细胞收缩中的作用。 体内中枢神经系统毛细血管周细胞的化学遗传学激活将被描述为一种新的脑模型 目标 3 将检验异常 ETAR 和 TXA2R 信号传导缺陷的假设。 A 积累过程中毛细血管灌注和认知能力下降。ETAR 或条件性基因缺失。 TXA2R 以及单独的 ETAR/TXA2R 抑制剂的长期给药将在两种 AD 模型中进行检查 例如病理学(Tg-SwDi 和 5xFAD)对脑血流、大脑健康和行为指标的影响。 该项目将通过以下方式增进我们对 AD/ADRD 中大脑灌注不足的理解:(1) 解读。 正常和 AD 大脑中周细胞收缩性的机制;(2)利用新型毛细血管周细胞特​​异性 小鼠系解剖周细胞对血流的贡献;(3)表征毛细血管驱动的新模型 (4) 采用先进的体内成像方法研究深层毛细血管网络 (5) 提供概念验证临床前研究来测试是否调节 周细胞中的 ETAR 和 TXA2R 信号传导可以改善 AD/ADRD 中的毛细血管网络流动和认知。

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 }}

Andy Y Shih其他文献

Andy Y Shih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('Andy Y Shih', 18)}}的其他基金

In vivo two-photon imaging of vascular invasion and stem cell translocation in calvarial bone
颅骨血管侵袭和干细胞易位的体内双光子成像
  • 批准号:
    10603163
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 89万
  • 项目类别:
Brain Drain: In Vivo Optical Interrogation of Venular Function in Gray and White Matter
脑流失:灰质和白质中小静脉功能的体内光学询问
  • 批准号:
    10463455
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 89万
  • 项目类别:
Pericyte structural plasticity and cerebrovascular health
周细胞结构可塑性与脑血管健康
  • 批准号:
    9894994
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 89万
  • 项目类别:
Pericyte structural plasticity and cerebrovascular health
周细胞结构可塑性与脑血管健康
  • 批准号:
    10163765
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 89万
  • 项目类别:
Pericyte structural plasticity and cerebrovascular health
周细胞结构可塑性与脑血管健康
  • 批准号:
    10783214
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 89万
  • 项目类别:
Pericyte structural plasticity and cerebrovascular health
周细胞结构可塑性与脑血管健康
  • 批准号:
    10576299
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 89万
  • 项目类别:
Diversity Supplement: Pericyte structural plasticity and cerebrovascular health
多样性补充:周细胞结构可塑性与脑血管健康
  • 批准号:
    10605744
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 89万
  • 项目类别:
Optical Interrogation of Venular Function in Cerebral Gray and White Matter
大脑灰质和白质中静脉功能的光学询问
  • 批准号:
    10221601
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 89万
  • 项目类别:
Pericyte structural plasticity and cerebrovascular health
周细胞结构可塑性与脑血管健康
  • 批准号:
    10374139
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 89万
  • 项目类别:
The effects of amyloid beta on pericyte remodeling and brain capillary function in vivo
β淀粉样蛋白对体内周细胞重塑和脑毛细血管功能的影响
  • 批准号:
    9898221
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 89万
  • 项目类别:

相似国自然基金

由actomyosin介导的集体性细胞迁移对唇腭裂发生的影响的研究
  • 批准号:
    82360313
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
鱼糜肌动球蛋白的增效转化及其氧化控制分子机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    59 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Pickering纳米乳液脂质诱导肌动球蛋白凝胶的空间位阻效应及其机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
低频超声场下肉品肌动球蛋白敏感结构域及其构象变化的作用机制
  • 批准号:
    31901612
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于飞秒激光微纳手术研究亚细胞尺度分子马达网络调控细胞三维运动的生物物理机理
  • 批准号:
    31701215
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Volumetric analysis of epithelial morphogenesis with high spatiotemporal resolution
高时空分辨率上皮形态发生的体积分析
  • 批准号:
    10586534
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 89万
  • 项目类别:
Molecular and Cell Biological Foundations of Proteostress-Induced Neuronal Extrusion
蛋白质应激诱导的神经元挤压的分子和细胞生物学基础
  • 批准号:
    10753902
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 89万
  • 项目类别:
Cytoskeleton-mediated regulation of insulin secretion hot spots in pancreatic beta cells
细胞骨架介导的胰腺β细胞胰岛素分泌热点的调节
  • 批准号:
    10679903
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 89万
  • 项目类别:
Role of the S100 Family of Proteins in Lens Physiology and Cataract
S100 蛋白家族在晶状体生理学和白内障中的作用
  • 批准号:
    10560827
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 89万
  • 项目类别:
Actin gating of crosstalk between Rho GTPases in cell migration
细胞迁移中 Rho GTP 酶之间串扰的肌动蛋白门控
  • 批准号:
    10736927
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 89万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了