Molecular mechanisms of direct neuronal programming

直接神经元编程的分子机制

基本信息

  • 批准号:
    9094285
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30.66万
  • 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:
    2014-09-01 至 2019-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Embryonic stem cells (ESC) will revolutionize medical research and patient treatment. However, two major hurdles do not allow the rapid transition of ESC therapies to clinical settings: 1) the lack of protocols precluding homogenous cell populations that exactly reproduce those in vivo; 2) the uncertainty about the fate stability of ESC-derived cells after in vivo grafting. Overcoming these limitations will ameliorate safety concerns associated with ESC-derived cell therapies. Our long term goal is to efficiently generate ESC-derived cells that functionally integrate into organs. We have recently developed efficient protocols to derive terminal cell fates from ESC. When expressed in differentiating ESC, Ngn2- Isl1-Lhx3 (the NIL transcription factors) and Ngn2- Isl1-Phox2a (the NIP transcription factors) are sufficient to program spinal or cranial motor neuron identity respectively. This also happens extremely rapidly: Within 48 hours more than 97% of the cells acquire all the features of terminally differentiated motor neurons. Moreover, programmed neurons correctly integrate into the developing spinal cord projecting axons mirroring the endogenous neurons. Although, NIL and NIP factors do not provide the motor neuron subtype identity required for precise muscle innervation, our preliminary data suggests that it can be acquired by the activity of developmentally relevant signals. We hypothesize that NIL and NIP factors program "generic" motor neuron fate through a rapid transcriptional sequence, and that subtype identity can be independently imposed either by genetic factors or by the host environment after grafting. Here we propose 3 aims to test these ideas: Aim 1- To understand the molecular mechanisms of direct cell programming, we will map the NIL and NIP genetic and epigenetic requirements for efficient programming. This knowledge will facilitate the future design of programming strategies for different clinically relevant cell types. Aim 2- To increase the cellular precision of direct programming, we will impose subtype identity to NIL- programmed neurons by the activity of developmentally relevant signals or transcription factors. This novel strategy will generate neurons at a level of efficiency and precision compatible with clinical applications. Aim 3- To dissect the influence of the host tissue on ESC-derived neurons, we will test the cellular stability of NIL-programmed neurons after implantation into the spinal cord. These results will investigate if ESC-derived neurons change fate after interacting with the host tissue. Completing this proposal will impact not only future therapies for spinal cord injurie, but will also produce general principles to differentiate disease relevant cells at high efficiency These are necessary steps to accelerate the transition of ESC to clinical applications.
描述(由申请人提供):胚胎干细胞(ESC)将彻底改变医学研究和患者治疗。但是,两个主要障碍不允许ESC疗法快速过渡到临床环境:1)缺乏固定细胞群体的方案,这些方案完全可以在体内重现这些细胞; 2)体内移植后ESC衍生细胞的命运稳定性的不确定性。克服这些局限性将减轻与ESC衍生的细胞疗法有关的安全问题。我们的长期目标是有效地生成在功能上集成到器官的ESC衍生细胞。我们最近开发了有效的方案,以从ESC得出末端细胞命运。当在分化ESC中表达时,NGN2-ISL1-LHX3(NIL转录因子)和NGN2- ISL1-PHOX2A(NIP转录因子)足以分别编程脊柱或颅运动神经元身份。这也发生得非常迅速:在48小时内,超过97%的细胞获得了末端分化的运动神经元的所有特征。此外,编程的神经元正确整合到反映内源神经元的发育中的脊髓投射轴突中。尽管NIL和NIP因子无法提供精确肌肉神经支配所需的运动神经元亚型身份,但我们的初步数据表明可以通过发育相关信号的活性来获取它。我们假设NIL和NIP因子通过快速的转录序列“通用”运动神经元的命运“通用”运动神经元命运,并且可以通过遗传因素或托管后的宿主环境独立强加的亚型身份。在这里,我们提出3个旨在测试这些想法的目的:目的1-了解直接细胞编程的分子机制,我们将绘制零和nip遗传和表观遗传要求,以进行有效的编程。这些知识将促进针对不同临床相关细胞类型的编程策略的未来设计。目标2-为了提高直接编程的细胞精度,我们将通过发育相关的信号或转录因子的活性对NIL编程的神经元施加亚型身份。这种新颖的策略将以效率水平和与临床应用兼容的精度产生神经元。目标3-为了剖析宿主组织对ESC衍生神经元的影响,我们将在植入脊髓后测试NIL程序化神经元的细胞稳定性。这些结果将研究ESC衍生的神经元与宿主组织相互作用后是否改变了命运。完成该建议不仅会影响脊髓损伤的将来的疗法,而且还将产生一般原则,以高效地区分疾病相关细胞,这是加速ESC向临床应用过渡的必要步骤。

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 }}

Esteban Orlando Mazzoni其他文献

Esteban Orlando Mazzoni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('Esteban Orlando Mazzoni', 18)}}的其他基金

Synthetic HoxA to dissect transcriptional regulatory logic - TRFR
解析转录调控逻辑的合成 HoxA - TRFR
  • 批准号:
    10891949
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 30.66万
  • 项目类别:
Synthetic HoxA to dissect transcriptional regulatory logic
合成 HoxA 剖析转录调控逻辑
  • 批准号:
    10299066
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 30.66万
  • 项目类别:
Synthetic HoxA to dissect transcriptional regulatory logic
合成 HoxA 剖析转录调控逻辑
  • 批准号:
    10470924
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 30.66万
  • 项目类别:
A comparative inter-neuronal and inter-species platform to understand neuronal differential sensitivity to neurodegeneration
一个比较神经元间和物种间平台,以了解神经元对神经变性的差异敏感性
  • 批准号:
    10155389
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 30.66万
  • 项目类别:
Understanding CTCF boundaries controlling Hox gene expression
了解控制 Hox 基因表达的 CTCF 边界
  • 批准号:
    10362674
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 30.66万
  • 项目类别:
Understanding CTCF boundaries controlling Hox gene expression
了解控制 Hox 基因表达的 CTCF 边界
  • 批准号:
    10116495
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 30.66万
  • 项目类别:
Understanding CTCF boundaries controlling Hox gene expression
了解控制 Hox 基因表达的 CTCF 边界
  • 批准号:
    9886295
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 30.66万
  • 项目类别:
Molecular mechanisms of direct neuronal programming
直接神经元编程的分子机制
  • 批准号:
    8845575
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 30.66万
  • 项目类别:
Molecular mechanisms of direct neuronal programming
直接神经元编程的分子机制
  • 批准号:
    8674398
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 30.66万
  • 项目类别:

相似国自然基金

轴突导向因子SEMA结合巨噬细胞NRP2受体缓解IBD发生的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
轴突导向因子SEMA结合巨噬细胞NRP2受体缓解IBD发生的机制研究
  • 批准号:
    82202024
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Kinesins相关变异介导Cargo结合紊乱、轴突转运异常在ALS发病机制中的研究
  • 批准号:
    82171431
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    55.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
RNA结合蛋白Pum2参与ALS运动神经元轴突退行性改变的机制及靶向干预意义
  • 批准号:
    82160320
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    34 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
Kinesins相关变异介导Cargo结合紊乱、轴突转运异常在ALS发病机制中的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Stress Granule Formation in the Antiretroviral-Mediated Dysregulation of Oligodendrocyte Maturation in HIV-HAND
HIV-HAND 中抗逆转录病毒介导的少突胶质细胞成熟失调中的应激颗粒形成
  • 批准号:
    10762118
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.66万
  • 项目类别:
The role of the protocadherin gene cluster in neurodevelopment and the implications for neurodevelopmental disorders
原钙粘蛋白基因簇在神经发育中的作用及其对神经发育障碍的影响
  • 批准号:
    10808516
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.66万
  • 项目类别:
Regulation of Schwann Cell Mitochondria Homeostasis in Painful Peripheral Neuropathy
疼痛性周围神经病中雪旺细胞线粒体稳态的调节
  • 批准号:
    10790951
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.66万
  • 项目类别:
The role of core circadian regulator Bmal1 in axonal regeneration and nerve repair
核心昼夜节律调节因子 Bmal1 在轴突再生和神经修复中的作用
  • 批准号:
    10677932
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.66万
  • 项目类别:
BRAIN CONNECTS: PatchLink, scalable tools for integrating connectomes, projectomes, and transcriptomes
大脑连接:PatchLink,用于集成连接组、投影组和转录组的可扩展工具
  • 批准号:
    10665493
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.66万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了