Bioactivities of pneumococcal cell wall in neuropathogenesis
肺炎球菌细胞壁在神经发病机制中的生物活性
基本信息
- 批准号:10053312
- 负责人:
- 金额:$ 44.88万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2016
- 资助国家:美国
- 起止时间:2016-11-04 至 2022-02-07
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:1-Phosphatidylinositol 3-KinaseAddressAffectAnatomyAnimal ModelAnimalsAntibioticsApoptosisApoptoticArchitectureAreaBacteremiaBacteriaBacterial InfectionsBehaviorBehavioralBindingBiochemicalBiologyBirthBlood - brain barrier anatomyBlood CirculationBrainCell Culture TechniquesCell ProliferationCell WallCell divisionCell physiologyCellsClinicalCognitiveComplexDataDependenceDoseEmbryoEmbryonic DevelopmentEventFOXG1B geneFetal DevelopmentFetusFunctional disorderGram-Positive Bacterial InfectionsHippocampus (Brain)ImmuneImmune signalingImmunologic ReceptorsIn VitroInfectionInflammationInflammatoryInflammatory ResponseInjuryInnate Immune ResponseLeadLifeLinkMapsMaternal-Fetal ExchangeMedicalMeningealMeningitisModelingMolecularMorphologyMothersMusNeurogliaNeuronsNeuropathogenesisNewborn InfantNuclearOutcomePathogenesisPatternPattern RecognitionPeptidoglycanPhenotypePlacentaPlayPneumococcal InfectionsPneumoniaPregnancyPregnant WomenReceptor CellResearchRoleSepsisSignal TransductionSourceSpecificitySteroidsStreptococcus pneumoniaeTLR2 geneTeichoic AcidsTestingTimeautism spectrum disorderbehavior testbrain abnormalitiesbrain morphologyfetalin uteromouse modelneurodevelopmentneuron apoptosisnovelpathogenpostnatalpostnatal neuronal deathpregnantprenatalpupresponsetissue injurytranscription factor
项目摘要
Project Summary/Abstract
Using the pneumococcus as a model, our lab has revealed many features of the biochemical basis of the
inflammatory response to bacteria in the brain. How the pneumococcus traffics across the blood brain
barrier is shared by other meningeal pathogens. We determined how neurons die by apoptosis during
infection and revealed the role of cell wall/TLR2 in host damage. The important discovery of this
application is the opening of a new area of pathogenesis at the maternal/fetal interface that will inform
new aspects of cell wall/TLR2 effects in the brain. We have determined that cell wall, a universal
pathogen associated molecular pattern, circulates in the bloodstream of pregnant mice and traverses the
placenta to the fetal brain. The response of fetal neurons is not the well characterized inflammation and
neuronal death of the postnatal setting but the exact opposite: neuroproliferation without inflammation.
This response involves two new activities of cell wall: 1) induction of cell proliferation without
inflammatory signaling via TLR2, and 2) remodeling of embryonic brain anatomy and changes in
postnatal behavior. An understanding of the details of this new biology, to be investigated in this
application, represents both novel bacterial pathogenesis and an avenue of high potential for tangible
medical impact.
We propose in Aim 1 to undertake detailed neuroanatomical assessment of the changes in brain
architecture and define the window of neuroproliferation in embryogenesis. In Aim 2 we will characterize
the signaling cascades initiated by cell wall to induce neuroproliferation, including via TLR2 and novel
sources of PI3 kinase and induction of the neuronal transcription factor FoxG1. This will link innate
immune receptors to nuclear transcription factors for the first time. Aim 3 will determine how cell wall
released during the treatment of maternal sepsis recapitulates the neuroproliferation seen in the model of
prenatal IV cell wall exposure of the mother. We will define the consequences to postnatal behavior of
prenatal neuroproliferation.
项目概要/摘要
我们的实验室以肺炎球菌为模型,揭示了肺炎球菌生化基础的许多特征。
对大脑中细菌的炎症反应。肺炎球菌如何穿过血脑
该屏障由其他脑膜病原体共享。我们确定了神经元如何通过细胞凋亡而死亡
感染并揭示了细胞壁/TLR2 在宿主损伤中的作用。这一重要发现
应用是在母体/胎儿界面开辟一个新的发病机制领域,这将告知
细胞壁/TLR2 在大脑中的作用的新方面。我们已经确定细胞壁是一种普遍存在的物质
病原体相关的分子模式,在怀孕小鼠的血液中循环并穿过
胎盘到胎儿大脑。胎儿神经元的反应并不是明确表征的炎症和
产后环境中的神经元死亡,但恰恰相反:没有炎症的神经增殖。
这种反应涉及细胞壁的两种新活性:1)诱导细胞增殖,而无需
通过 TLR2 的炎症信号传导,以及 2)胚胎大脑解剖结构的重塑和
产后行为。了解这种新生物学的细节,将在本研究中进行研究
应用,既代表了新的细菌发病机制,又代表了有形的高潜力途径
医疗影响。
我们在目标 1 中建议对大脑的变化进行详细的神经解剖学评估
结构并定义胚胎发生中神经增殖的窗口。在目标 2 中,我们将描述
由细胞壁启动的信号级联诱导神经增殖,包括通过 TLR2 和新型
PI3 激酶的来源和神经元转录因子 FoxG1 的诱导。这将链接先天
首次发现核转录因子的免疫受体。目标 3 将确定细胞壁如何
在治疗孕产妇脓毒症期间释放的物质重现了模型中所见的神经增殖
母亲产前 IV 细胞壁暴露。我们将定义对产后行为的后果
产前神经增殖。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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