Cell and Molecular Consequences of Alzheimer's Disease Genetic Variants on BBB Integrity and Function

阿尔茨海默病遗传变异对血脑屏障完整性和功能的细胞和分子影响

基本信息

  • 批准号:
    10037760
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 359.85万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-09-15 至 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Blood-brain barrier (BBB) dysfunction has been shown to play a causal role in both early- and late-onset Alzheimer's disease (EOAD, LOAD). While much has been learned about the molecular mechanisms of BBB function and dysfunction in AD from mouse model systems, many important unanswered questions remain regarding how AD-associated mutations and genetic variants affect human BBB integrity and function. Improved human experimental systems are required to complement existing animal models. Pioneering studies by co-PI Ingber have produced microfluidic 3D organ-on-chip models, including a BBB-on-a-chip (BBB- Chip), increasingly representative of human in vivo physiology. We have adapted this system to create isogenic iPSC-derived BBB-Chip models of normal human subjects and of subjects with EOAD and LOAD. The Young-Pearse lab has generated a collection of iPSC lines that capture the diverse set of genetic risk factors for AD including: EOAD mutation of APP and corrected controls, DS and DS with removal of copies of high impact chr21 genes, an isogenic APOE series including APOE 2/2, 3/3, 4/4 and KO, and a collection of lines that we've generated from over 50 individuals in the ROS/MAP cohorts that represent the clinical and pathological spectrum of LOAD. Here, we propose to combine the BBB-Chip model with the iPSC line collection to examine the impact of early- and late-onset genetic variants on BBB function, and to define the molecular pathways impacted by these variants. In the first aim, we address the hypothesis that neurons expressing EOAD mutations secrete Aβ species that negatively affect BBB integrity through toxic effects on brain microvasculature endothelial cells (BMVECs). We will use human BBB in vitro models to examine Aβ- dependent and independent impacts of trisomy 21 and fAD mutation on BBB integrity and function via a) measurements of transendothelial electrical resistance (TEER), b) permeability assays, and c) immunocytochemistry and morphological analyses of BBB cells. In addition, we will identify the molecular pathways affected in EOAD in BMVECs, pericytes and astrocytes via RNA sequencing and unbiased proteomics. In aim 2, we determine the functional impact of altered composition of Aβ aggregates on clearance of pathologic Aβ across the BBB. To this end, we will use a variety of well defined synthetic Aβ species as well as human neuron-derived and brain-derived Aβ to systematically define how Aβ composition and aggregation state affects: 1) uptake and transcytosis of Aβ across the BBB and 2) integrity of the BBB and health of the pericytes, astrocytes and BMVECs composing the BBB. Finally, in the third aim we address the hypothesis that the LOAD risk genes SORL1 and CLU work in concert with APOE to mediate Aβ clearance by the BBB. In this aim, we will determine the functional consequences of variants of APOE, CLU and SORL1 on BBB integrity and Aβ clearance. Finally, we will determine the molecular consequences of modulation of APOE, CLU and SORL1 in BMVECs, pericytes and astrocytes in our human BBB experimental system.
血脑屏障(BBB)功能障碍已被证明在早发型和晚发型发病中发挥着因果作用 阿尔茨海默氏病(EOAD、LOAD)虽然对 BBB 的分子机制已经了解很多。 小鼠模型系统中 AD 的功能和功能障碍,许多重要的未解答问题仍然存在 关于 AD 相关突变和基因变异如何影响人类 BBB 完整性和功能。 需要改进的人体实验系统来补充现有的动物模型。 联合 PI Ingber 的研究已经产生了微流控 3D 器官芯片模型,包括 BBB 芯片 (BBB- Chip),越来越代表人体体内生理学,我们已经适应了这个系统来创建。 正常人类受试者以及 EOAD 和 LOAD 受试者的同基因 iPSC 衍生 BBB 芯片模型。 Young-Pearse 实验室已经生成了一系列 iPSC 细胞系,可以捕获不同的遗传风险 AD 的因素包括: APP 的 EOAD 突变和校正对照、DS 和删除 DNA 拷贝的 DS 高影响 chr21 基因,同基因 APOE 系列,包括 APOE 2/2、3/3、4/4 和 KO,以及一系列 我们从 ROS/MAP 队列中的 50 多个个体中生成了代表临床和 在这里,我们建议将 BBB-Chip 模型与 iPSC 系结合起来。 收集以检查早发和晚发遗传变异对 BBB 功能的影响,并定义 受这些变异影响的分子途径在第一个目标中,我们提出了神经元的假设。 表达 EOAD 突变会分泌 Aβ 物质,通过对 BBB 的毒性作用对 BBB 完整性产生负面影响。 我们将使用人类 BBB 体外模型来检查 Aβ-。 21 三体和 fAD 突变对 BBB 完整性和功能的依赖性和独立影响通过 a) 跨内皮电阻 (TEER) 测量,b) 渗透性测定,以及 c) 此外,我们还将对 BBB 细胞进行免疫细胞化学和形态学分析。 通过 RNA 测序和无偏性影响 BMVEC、周细胞和星形胶质细胞中 EOAD 的通路 在目标 2 中,我们确定 Aβ 聚集体组成改变对清除的功能影响。 为此,我们还将使用各种明确定义的合成 Aβ 物种。 作为人类神经元来源和脑来源的 Aβ,系统地定义 Aβ 的组成和聚集方式 状态影响:1) Aβ 跨 BBB 的摄取和转胞吞作用,以及 2) BBB 的完整性和 BBB 的健康 最后,在第三个目标中,我们提出了以下假设: LOAD 风险基因 SORL1 和 CLU 与 APOE 协同作用,介导 BBB 清除 Aβ。 目标,我们将确定 APOE、CLU 和 SORL1 变体对 BBB 完整性的功能影响 最后,我们将确定 APOE、CLU 和 Aβ 调节的分子后果。 我们的人类 BBB 实验系统中 BMVEC、周细胞和星形胶质细胞中的 SORL1。

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 }}

Tracy L YOUNG-PEARSE其他文献

Tracy L YOUNG-PEARSE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('Tracy L YOUNG-PEARSE', 18)}}的其他基金

Establishing a human cellular model of sex differences in the brain
建立大脑性别差异的人类细胞模型
  • 批准号:
    9752715
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 359.85万
  • 项目类别:
Establishing a human cellular model of sex differences in the brain
建立大脑性别差异的人类细胞模型
  • 批准号:
    9904767
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 359.85万
  • 项目类别:
Probing Heterogeneity of Alzheimer's disease using iPSCs
使用 iPSC 探索阿尔茨海默病的异质性
  • 批准号:
    9923549
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 359.85万
  • 项目类别:
Probing Heterogeneity of Alzheimer's disease using iPSCs
使用 iPSC 探索阿尔茨海默病的异质性
  • 批准号:
    10400951
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 359.85万
  • 项目类别:
Probing Heterogeneity of Alzheimer's Disease Using iPSCs
使用 iPSC 探索阿尔茨海默病的异质性
  • 批准号:
    10657140
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 359.85万
  • 项目类别:
Probing Heterogeneity of Alzheimer's disease using iPSCs
使用 iPSC 探索阿尔茨海默病的异质性
  • 批准号:
    10159823
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 359.85万
  • 项目类别:
Altered APP metabolism triggers changes in tau that cause dementia
APP 代谢的改变会引发 tau 蛋白的变化,从而导致痴呆
  • 批准号:
    9166179
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 359.85万
  • 项目类别:
Altered APP metabolism triggers changes in tau that cause dementia
APP 代谢的改变会引发 tau 蛋白的变化,从而导致痴呆
  • 批准号:
    9323238
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 359.85万
  • 项目类别:
Genes and developmental signaling pathways in neuropsychiatric disorders
神经精神疾病的基因和发育信号通路
  • 批准号:
    8693421
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 359.85万
  • 项目类别:
Detection of cell type specific effects of pathway manipulation in neural cells
检测神经细胞中通路操纵的细胞类型特异性效应
  • 批准号:
    8831313
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 359.85万
  • 项目类别:

相似海外基金

Human 3D Neuro-Vascular Interaction and Meningeal Lymphatic Models with Application to Alzheimer’s Disease
人体 3D 神经血管相互作用和脑膜淋巴模型在阿尔茨海默病中的应用
  • 批准号:
    10179538
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 359.85万
  • 项目类别:
Beta-Amyloid Clearance Mapping in Alzheimer’s Disease
阿尔茨海默病中的 β-淀粉样蛋白清除图谱
  • 批准号:
    10196303
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 359.85万
  • 项目类别:
Human 3D Neuro-Vascular Interaction and Meningeal Lymphatic Models with Application to Alzheimer’s Disease
人体 3D 神经血管相互作用和脑膜淋巴模型在阿尔茨海默病中的应用
  • 批准号:
    10396570
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 359.85万
  • 项目类别:
Human 3D Neuro-Vascular Interaction and Meningeal Lymphatic Models with Application to Alzheimer’s Disease
人体 3D 神经血管相互作用和脑膜淋巴模型在阿尔茨海默病中的应用
  • 批准号:
    10615081
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 359.85万
  • 项目类别:
TREM2-mediated microglial dynamic function in Alzheimer disease
TREM2 介导的阿尔茨海默病小胶质细胞动态功能
  • 批准号:
    10552627
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 359.85万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了