Developmental gene networks of 5HT neurons in addiction, aggression, and anxiety

成瘾、攻击性和焦虑中 5HT 神经元的发育基因网络

基本信息

  • 批准号:
    8836993
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 59.27万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-04-15 至 2019-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): The proposed research brings cutting-edge genetic tools to bear on understanding the neural circuitry under- lying aggression and motivated behavior. Our recent progress reveals that these behaviors in mice are regulated by two molecularly distinct, small subsets of brain serotonergic (5-HT) neurons: one subset, ~3,000 neurons, uniquely defined among 5-HT neurons by expression of the D1 dopamine (DA) receptor (Drd1a gene), and the other, ~1,000 neurons, by the D2 DA receptor (Drd2 gene). These results combined with the enabling genetic tools, like a powerfully sharpened wedge, can now be used to "break open" and access the circuitry, cellular properties, and molecular pathways underlying these consequential behaviors. Here we propose applying this "wedge" in the form of four aims to answer: What cellular and molecular properties are unique to these behavior-critical 5-HT neurons? As suggested by receptor expression, are these 5-HT neurons responsive to DA - a neurochemical commonly associated with the reward system of the brain? Through what forebrain circuitry do these subtypes modulate aggression and motivation? Do these parameters change across the life span, perhaps bearing on human age-related propensity for impulsivity, aggression, and substance abuse? In Aim 1, we will identify functional properties of the Drd1a and Drd2 5-HT neuron subtypes by transcriptional profiling (RNA-seq) and electrophysiological recording. This work is enabled through novel genetic tools for neuron subtype-specific marking, suitable for neuron subtype sorting and molecular profiling, and for whole-cell recording. These same genetic tools not only offer access to the soma of a 5-HT neuron subtype, but also to axons and terminals, thus allowing precise identification of target brain regions under neuron-subtype control - the goal of Aim 2. Functional postsynaptic connections will also be explored, with our intersectional genetic marking tools conferring unprecedented resolution to classic tract- tracing techniques as well as to cutting-edge viral approaches that involve trans-synaptic tracers. Thus, Aim 2 will define, label, and allow for molecular characterization of "aggression-relevant" postsynaptic neurons downstream in these circuits. In Aim 3, we will explore more deeply the behavioral facets modulated by these two 5-HT neuron subtypes and if their contributions vary across life span. Similar subtype-specific silencing methods will be employed as in the foundational aggression studies, but now additional social behaviors and neurological functions will be queried. In Aim 4, we will use pharmacogenetics (DREADDs) to transiently silence each Drd 5-HT neuron subtype during "childhood," asking if lasting changes occur that predispose to hyperaggression and altered social motivation in adulthood, as predicted by human studies that associate genetic predisposition via the 5-HT system, childhood stress, and adult pathological aggression. Our approaches are technically and conceptually innovative, and are foundational for discovering new, potentially behavior-selective, age-suitable therapeutics. Results compel a redefinition of 5-HT system organization.
描述(由申请人提供):拟议的研究带来了尖端的遗传工具,有助于理解攻击性和动机行为背后的神经回路。我们最近的进展表明,小鼠的这些行为受到大脑血清素能 (5-HT) 神经元的两个分子上不同的小亚群的调节:其中一个亚群约 3,000 个神经元,通过 D1 多巴胺 (DA) 的表达在 5-HT 神经元中唯一定义。 ) 受体(Drd1a 基因),另一个约 1,000 个神经元,由 D2 DA 受体(Drd2 基因)控制。这些结果与有利的遗传工具(如强力锐利的楔子)相结合,现在可用于“打开”并访问这些后果性行为背后的电路、细胞特性和分子途径。在这里,我们建议以四个目标的形式应用这个“楔子”来回答:这些行为关键的 5-HT 神经元有哪些独特的细胞和分子特性?正如受体表达所示,这些 5-HT 神经元是否对 DA(一种通常与大脑奖励系统相关的神经化学物质)有反应?这些亚型通过什么前脑回路调节攻击性和动机?这些参数在整个生命周期中是否会发生变化,是否可能与人类与年龄相关的冲动、攻击性和药物滥用倾向有关?在目标 1 中,我们将通过转录分析 (RNA-seq) 和电生理记录来识别 Drd1a 和 Drd2 5-HT 神经元亚型的功能特性。这项工作是通过用于神经元亚型特异性标记的新型遗传工具实现的,适用于神经元亚型分类和分子分析以及全细胞记录。这些相同的遗传工具不仅可以访问 5-HT 神经元亚型的体细胞,还可以访问轴突和末梢,从而可以精确识别神经元亚型控制下的目标大脑区域 - 这是目标 2 的目标。功能性突触后连接将还可以探索,我们的交叉遗传标记工具为经典的纤维束追踪技术以及涉及跨突触示踪剂的尖端病毒方法提供了前所未有的分辨率。因此,目标 2 将定义、标记并允许对这些回路下游的“攻击相关”突触后神经元进行分子表征。在目标 3 中,我们将更深入地探讨这两种 5-HT 神经元亚型调节的行为方面,以及它们的贡献在整个生命周期中是否有所不同。将采用与基础攻击性研究类似的特定亚型沉默方法,但现在将询问额外的社会行为和神经功能。在目标 4 中,我们将使用药物遗传学 (DREADD) 在“童年”期间暂时沉默每个 Drd 5-HT 神经元亚型,询问是否会发生持久的变化,这些变化容易导致成年期的过度攻击性和社会动机的改变,正如与遗传相关的人类研究所预测的那样。通过 5-HT 系统、童年压力和成人病理性攻击行为产生的易感性。我们的方法在技术和概念上都是创新的,是发现新的、潜在的行为选择性、适合年龄的疗法的基础。结果迫使我们重新定义 5-HT 系统组织。

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 }}

Susan M. Dymecki其他文献

Susan M. Dymecki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('Susan M. Dymecki', 18)}}的其他基金

Early life stress and differential effects on the molecular maturation of specific subtypes of brain serotonin neurons
早期生活压力和对大脑血清素神经元特定亚型分子成熟的不同影响
  • 批准号:
    10725411
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 59.27万
  • 项目类别:
State-dependent and branch-specific neurotransmitter usage in a serotonergic/glutamatergic neural circuit regulating adaptation to seasonal photoperiod
状态依赖性和分支特异性神经递质在血清素能/谷氨酸能神经回路中的使用调节对季节性光周期的适应
  • 批准号:
    10666427
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 59.27万
  • 项目类别:
State-dependent and branch-specific neurotransmitter usage in a serotonergic/glutamatergic neural circuit regulating adaptation to seasonal photoperiod
状态依赖性和分支特异性神经递质在血清素能/谷氨酸能神经回路中的使用调节对季节性光周期的适应
  • 批准号:
    10451908
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 59.27万
  • 项目类别:
Does neurotransmitter plasticity of para-serotonergic neurons augment autoresuscitation following perinatal stress and buffer SIDS risk?
副血清素能神经元的神经递质可塑性是否会增强围产期应激后的自动复苏并缓冲 SIDS 风险?
  • 批准号:
    10460532
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 59.27万
  • 项目类别:
Does neurotransmitter plasticity of para-serotonergic neurons augment autoresuscitation following perinatal stress and buffer SIDS risk?
副血清素能神经元的神经递质可塑性是否会增强围产期应激后的自动复苏并缓冲 SIDS 风险?
  • 批准号:
    10672925
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 59.27万
  • 项目类别:
Does neurotransmitter plasticity of para-serotonergic neurons augment autoresuscitation following perinatal stress and buffer SIDS risk?
副血清素能神经元的神经递质可塑性是否会增强围产期应激后的自动复苏并缓冲 SIDS 风险?
  • 批准号:
    10254240
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 59.27万
  • 项目类别:
Gene expression underlying serotonin axon regrowth in the adult mammalian brain
成年哺乳动物大脑中血清素轴突再生的基因表达
  • 批准号:
    9765426
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 59.27万
  • 项目类别:
Genomic mechanisms of firing rate homeostasis
放电率稳态的基因组机制
  • 批准号:
    10094256
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 59.27万
  • 项目类别:
Function-specific serotonergic neurons, discrete brain targets, and addiction
功能特异性血清素能神经元、离散大脑目标和成瘾
  • 批准号:
    8828655
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 59.27万
  • 项目类别:
Developmental gene networks of 5HT neurons in addiction, aggression, and anxiety
成瘾、攻击性和焦虑中 5HT 神经元的发育基因网络
  • 批准号:
    8628623
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 59.27万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基底外侧杏仁核区神经微环路在电针改善幼年氯胺酮麻醉暴露所致青春期焦虑中的作用机制研究
  • 批准号:
    82304924
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
注意缺陷多动障碍儿童青春期前执行功能发育轨迹的纵向随访研究
  • 批准号:
    82371548
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
青春期发育对青少年心理行为发展的影响及生理机制
  • 批准号:
    32300888
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
E3泛素连接酶Smurf1调控FTO/PPARα介导青春期前暴露纳米塑料致小鼠精子发生障碍的机制研究
  • 批准号:
    82304179
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
卧室夜间光暴露与遗传风险互作致儿童青春期发育提前效应及生殖内分泌干扰机制研究
  • 批准号:
    82373591
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    47 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Characterizing the functional heterogeneity of the mouse paralaminar nucleus
表征小鼠板旁核的功能异质性
  • 批准号:
    10678525
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 59.27万
  • 项目类别:
Adolescent nicotine-induced enhancement of adult morphine reward: mediation by midbrain inhibitory circuits
青少年尼古丁诱导的成人吗啡奖赏增强:中脑抑制回路的介导
  • 批准号:
    10457248
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 59.27万
  • 项目类别:
Adolescent nicotine-induced enhancement of adult morphine reward: mediation by midbrain inhibitory circuits
青少年尼古丁诱导的成人吗啡奖赏增强:中脑抑制回路的介导
  • 批准号:
    10156205
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 59.27万
  • 项目类别:
Development and physiology of axo-axonic synapses
轴突突触的发育和生理学
  • 批准号:
    9357703
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 59.27万
  • 项目类别:
Clinical and Basic Science Studies in Long QT Syndrome Type 3
3 型长 QT 综合征的临床和基础科学研究
  • 批准号:
    8743718
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 59.27万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了