Thalamic Reticular Nucleus Dysfunction in Alzheimer's Disease

阿尔茨海默病中的丘脑网状核功能障碍

基本信息

  • 批准号:
    10058690
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 75.8万
  • 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:
    2020-08-01 至 2025-04-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY    Sleep  disturbances  predict  risk  of  Alzheimer’s  disease  (AD).  Sleep-­wake  cycles  critically  regulate  brain  interstitial  fluid  (ISF)  levels  of  Aβ  and  tau,  two  critical  proteins  that  accumulate  in  AD.  Both  Aβ  and  tau  are  released  by  neuronal  activity,  which  is  higher  during  wakefulness  than  in  sleep.  Moreover,  sleep  is  a  critical  phase  during  which  factors  in  the  ISF  are  cleared  from  the  brain.  Therefore,  sleep  disturbances  affect  daily  function  and  also  contribute  to  disease  progression.  However,  little  is  known  about  which  brain  regions  are  affected  in AD  to  give  rise  to  sleep  disturbances, making  it difficult  to  identify the  circuit  level  mechanisms that  drive  dysfunction,  or  to  design  targeted  therapeutic  strategies.  This  project  tests  the  hypothesis  that  the  thalamic  reticular  nucleus  (TRN)  is  a  critical brain  region  in  AD, and  that  impairments  in  its activity drive  sleep  disturbances  and  exacerbate  disease  progression.  The  TRN  is  a  major  component  of  the  thalamocortical-­ corticothalamic  network  that  regulates  sleep,  attention,  and  memory,  which are  all  affected  in  AD.  However,  little  is  known  about  the  state  of  TRN  in  AD  patients  or  in  animal  models.  We  found  that  in  transgenic  mice  expressing  mutant  human  amyloid  precursor  protein  (APP  mice),  TRN  activity  is  strikingly  reduced,  in  the  absence  of  cell  loss.  Such  reductions  in  TRN  activity  led  to  sleep  fragmentation  and  reductions  in  slow  wave  sleep (SWS), and predicted the magnitude of Aβ deposition in both hippocampus and cortex, which may relate  to the fact that SWS is the phase of sleep during which activity-­dependent production of Aβ is reduced, and Aβ  is  cleared  from  the  brain.  Moreover,  deficits  in  SWS  and  sleep  maintenance  manifest  early  in  disease  in  APP  mice,  prior  to  hippocampal  deficits,  suggesting  that  TRN  impairment  may  both  predict  and  contribute  to  disease  progression.  The  goals  of  this  proposal  are  to  identify  cellular  mechanisms  that  impair  TRN  activity,  and  test  if  selectively  manipulating  neuronal  activity  in  the  TRN  can normalize  sleep,  reduce Aβ  accumulation,  and  improve  memory.  To  achieve  these  goals,  in  Aim  1  we  will  use  electrophysiology  and  pharmacology  in  thalamic  slices to  identify the  intrinsic,  synaptic,  and network properties  of  TRN  that  result  in  its  hypoactivity  in  APP  mice.  In  Aim 2,  we  will use  DREADDs  to  acutely  activate  TRN  cells  in  APP  mice  to test  if  TRN  activation  affects  dynamics  of  interstitial  Aβ,  and/or  memory  consolidation.  In  Aim  3,  we  will  use  DREADD-­mediated  activation  of TRN  in  APP  mice  to  test  if  chronic  activation of  TRN  can normalize  sleep parameters,  reduce Aβ  accumulation, and improve memory. Results from this project will have major impact because they: 1) highlight  a  vulnerable network early  in  disease that  may predict  and  contribute to  disease progression,  and 2)  identify a  novel  therapeutic  strategy  with  potential  to  normalize  sleep,  improve  memory,  and  delay  disease  progression  in  Alzheimer’s  disease.  Insights  gained  will  also  be  used  to  derive  general  principles  about  the  dynamics  of  AD-­related proteins like Aβ and tau in the brain, which will impact our ability to treat this complex disease.
项目概要   睡眠障碍可预测阿尔茨海默病 (AD) 的风险。睡眠-觉醒周期对大脑具有重要调节作用。 间质液 (ISF) 中 Aβ 和 tau 的水平,Aβ 和 tau 是 AD 中积累的两种关键蛋白质。 由神经活动释放,清醒时释放的释放量高于睡眠时释放的释放量。此外,睡眠也是一个关键因素。 ISF 中的因子从大脑中清除的阶段因此,睡眠障碍会影响日常生活。 功能,也有助于疾病进展。然而,我们对哪些大脑区域知之甚少。 AD 中受到影响而引起睡眠障碍,因此很难确定导致睡眠障碍的电路水平机制 驱动功能障碍,或设计有针对性的治疗策略 该项目测试了以下假设: 丘脑网状核 (TRN) 是 AD 的关键大脑区域,其活动受损会导致睡眠 TRN 是丘脑皮质的主要组成部分。 调节睡眠、注意力和记忆力的皮质丘脑网络在 AD 中都会受到影响。 我们对 AD 患者或动物模型中的 TRN 状态知之甚少,但我们在转基因小鼠中发现了这一点。 表达突变型人类淀粉样前体蛋白(APP 小鼠),TRN 活性显着降低, TRN 活性的减少导致睡眠碎片化和慢波减少。 睡眠(SWS),并预测了海马和皮质中 Aβ 沉积的程度,这可能与 事实上,SWS 是睡眠阶段,在此期间,活动依赖性 Aβ 的产生减少,并且 Aβ 此外,SWS 和睡眠维持缺陷在 APP 疾病早期就表现出来。 小鼠,在海马缺陷之前,表明 TRN 损伤可能既预测又有助于 该提案的目标是确定损害 TRN 活性的细胞机制, 并测试选择性操纵 TRN 中的神经活动是否可以使睡眠正常化、减少 Aβ 积累, 为了实现这些目标,在目标 1 中,我们将使用电生理学和药理学。 丘脑切片来识别 TRN 的内在、突触和网络特性,这些特性导致其在 在目标 2 中,我们将使用 DREADD 急性激活 APP 小鼠中的 TRN 细胞,以测试 TRN 是否激活。 影响间质 Aβ 的动态和/或记忆巩固 在目标 3 中,我们将使用 DREADD 介导的。 在 APP 小鼠中激活 TRN,以测试 TRN 的慢性激活是否可以使睡眠参数正常化、减少 Aβ 积累,并提高记忆力。该项目的结果将产生重大影响,因为它们:1) 突出 疾病早期的脆弱网络可以预测并促进疾病进展,2)确定 具有使睡眠正常化、改善记忆力和延缓疾病进展的潜力的新型治疗策略 所获得的见解也将用于得出有关阿尔茨海默病动力学的一般原则。 大脑中与 AD 相关的蛋白质,如 Aβ 和 tau 蛋白,将影响我们治疗这种复杂疾病的能力。

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 }}

Michael Beierlein其他文献

Michael Beierlein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('Michael Beierlein', 18)}}的其他基金

Corticothalamic circuits mediating behavioral adaptations to unexpected reward omission
皮质丘脑回路介导对意外奖励遗漏的行为适应
  • 批准号:
    10734683
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 75.8万
  • 项目类别:
Thalamic Reticular Nucleus Dysfunction in Alzheimer's Disease
阿尔茨海默病中的丘脑网状核功能障碍
  • 批准号:
    10396654
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 75.8万
  • 项目类别:
Thalamic Reticular Nucleus Dysfunction in Alzheimer's Disease
阿尔茨海默病中的丘脑网状核功能障碍
  • 批准号:
    10221592
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 75.8万
  • 项目类别:
Thalamic Reticular Nucleus Dysfunction in Alzheimer's Disease
阿尔茨海默病中的丘脑网状核功能障碍
  • 批准号:
    10612400
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 75.8万
  • 项目类别:
Synaptic Integration in Neurons of the Thalamic Reticular Nucleus
丘脑网状核神经元的突触整合
  • 批准号:
    8787517
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 75.8万
  • 项目类别:
Synaptic Integration in Neurons of the Thalamic Reticular Nucleus
丘脑网状核神经元的突触整合
  • 批准号:
    8273239
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 75.8万
  • 项目类别:
Synaptic Integration in Neurons of the Thalamic Reticular Nucleus
丘脑网状核神经元的突触整合
  • 批准号:
    8413847
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 75.8万
  • 项目类别:

相似海外基金

3D Models of the Blood-Brain Barrier for Studying Trauma-Induced Cerebral and Systemic Injuries
用于研究创伤引起的脑损伤和全身损伤的血脑屏障 3D 模型
  • 批准号:
    10711489
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 75.8万
  • 项目类别:
Thalamic Reticular Nucleus Dysfunction in Alzheimer's Disease
阿尔茨海默病中的丘脑网状核功能障碍
  • 批准号:
    10396654
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 75.8万
  • 项目类别:
Thalamic Reticular Nucleus Dysfunction in Alzheimer's Disease
阿尔茨海默病中的丘脑网状核功能障碍
  • 批准号:
    10221592
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 75.8万
  • 项目类别:
Thalamic Reticular Nucleus Dysfunction in Alzheimer's Disease
阿尔茨海默病中的丘脑网状核功能障碍
  • 批准号:
    10612400
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 75.8万
  • 项目类别:
Defining the role of meningeal lymphatic dysfunction in Alzheimer's Dementia.
定义脑膜淋巴功能障碍在阿尔茨海默氏痴呆中的作用。
  • 批准号:
    9768137
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 75.8万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了