Preclinical assessment of GCPII inhibitors for cognition and tau pathology

GCPII 抑制剂对认知和 tau 病理学的临床前评估

基本信息

  • 批准号:
    10625706
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 41.59万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-02-01 至 2023-11-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The proposed research will test a novel mechanism for protecting higher cognition and reducing tau phosphorylation in the aging cortex, based on the unique needs of the newly evolved association cortical neurons most vulnerable in Alzheimer's Disease (AD). These circuits are powerfully modulated by feedforward, cAMP-PKA-calcium signaling, which becomes dysregulated with advancing age, leading to: 1) excessive opening of K+ channels, reducing neuronal firing and impairing cognition, and 2) phosphorylation of tau. Early stages of tau phosphorylation by PKA can be seen in aged rat association cortex, while more advanced stages are seen in aged monkey cortex, including fibrillated tau labeled by the AT8 antibody, and accompanying Aβ expression. The proposed research will test a strategy to regulate cAMP-PKA-calcium signaling to reduce AD- like pathology in the aging cortex by amplifying the brain's natural protective actions at glutamate metabotropic receptors type 3 (mGluR3). mGluR3 have neuroprotective actions on astrocytes, and additional, regulatory actions on neurons. New data have revealed post-synaptic mGluR3 in prefrontal association cortex (PFC) that regulate cAMP-PKA-calcium signaling. The proposed research will enhance stimulation of mGluR3 by its endogenous ligand, NAAG (N-acetylaspartyl-glutamic acid), via inhibition of the enzyme that destroys NAAG, GCPII (glutamate carboxypeptidase II). GCPII inhibitors are under development for treating inflammatory disorders, with excellent tolerability and minimal side effects in phase I human testing. We will observe whether mGluR3 are positioned to regulate cAMP-PKA phosphorylation of tau in the primate entorhinal cortex (ERC) and PFC circuits most vulnerable in AD, and whether GCPII inhibition can restore neuronal firing, improve cognitive function, inhibit phosphorylation of tau, and reduce neuroinflammation in aged rats and monkeys. This work will confirm and extend the efficacy of two structurally distinct GCPII inhibitors, 2-MPPA and 2- PMPA, under development by the Johns Hopkins Drug Discovery group. Aim 1 will use dual immunoelectron microscopy to confirm that mGluR3 are correctly positioned to regulate cAMP-PKA phosphorylation of tau (pS214Tau) and AT8-labeled tau in aging ERC and PFC glutamatergic synapses. Aim 2 will test whether acute administration of 2-MPPA or 2-PMPA enhances memory-related PFC neuronal firing in aging monkeys by regulating cAMP-PKA opening of K+ channels, and whether systemic administration can improve cognition in aged rats and monkeys with minimal side effects. Aim 3 will test whether chronic treatment with an optimal dose of 2-MPPA produces sustained improvement in working memory, and reduces tau phosphorylation and neuroinflammation in aged rat and monkey association cortex. We will have the rare opportunity to see if chronic 2-MPPA treatment in aged monkeys reduces both fibrillated AT8-labeled tau, and Aβ expression. Preliminary data indicate that these agents produce very robust improvements in cognition with no evidence of side effects, encouraging a therapeutic strategy with feasible translational application.
拟议的研究将测试一种保护高级认知和减少 tau 蛋白的新机制 老化皮质中的磷酸化,基于新进化的联合皮质的独特需求 阿尔茨海默病(AD)中最脆弱的神经元这些电路受到前馈的强烈调节, cAMP-PKA-钙信号传导,随着年龄的增长而失调,导致:1) 过度 打开 K+ 通道,减少神经放电并损害认知,2) 早期 tau 磷酸化。 PKA 引起的 tau 磷酸化阶段可以在老年大鼠关联皮层中看到,而更高级的阶段 在老年猴子皮层中可见,包括 AT8 抗体标记的纤维化 tau 蛋白以及伴随的 Aβ 拟议的研究将测试调节 cAMP-PKA-钙信号传导以减少 AD-表达的策略。 通过增强大脑对谷氨酸代谢的自然保护作用,类似于衰老皮质中的病理学 3 型受体 (mGluR3) 对星形胶质细胞具有神经保护作用,并且具有额外的调节作用。 新数据揭示了前额叶联合皮层 (PFC) 中的突触后 mGluR3 调节 cAMP-PKA-钙信号传导。拟议的研究将通过其增强 mGluR3 的刺激。 内源性配体 NAAG(N-乙酰天冬氨酰-谷氨酸),通过抑制破坏 NAAG 的酶, GCPII(谷氨酸羧肽酶 II)正在开发用于治疗炎症。 在第一阶段人体测试中,我们将观察是否具有良好的耐受性和最小的副作用。 mGluR3 负责调节灵长类动物内嗅皮层 (ERC) 中 tau 蛋白的 cAMP-PKA 磷酸化 和 PFC 电路在 AD 中最脆弱,抑制 GCPII 是否可以恢复神经放电、改善 认知功能,抑制 tau 蛋白磷酸化,并减少老年大鼠和猴子的神经炎症。 这项工作将确认并扩展两种结构不同的 GCPII 抑制剂 2-MPPA 和 2- 的功效。 约翰霍普金斯大学药物发现小组正在开发的 PMPA Aim 1 将使用双免疫电子。 显微镜确认 mGluR3 正确定位以调节 tau 的 cAMP-PKA 磷酸化 Aim 2 将测试衰老 ERC 和 PFC 谷氨酸突触中的 (pS214Tau) 和 AT8 标记的 tau 蛋白。 急性施用 2-MPPA 或 2-PMPA 可增强衰老猴子中与记忆相关的 PFC 神经放电 通过调节cAMP-PKA打开K+通道,以及全身给药是否可以改善认知 目标 3 将测试长期治疗是否具有最佳效果。 2-MPPA 剂量可持续改善工作记忆,并减少 tau 磷酸化和 我们将有难得的机会看看是否存在老年大鼠和猴子关联皮层的神经炎症。 对老年猴子进行长期 2-MPPA 治疗可减少原纤维化 AT8 标记的 tau 蛋白和 Aβ 表达。 初步数据表明,这些药物对认知产生了非常强劲的改善,但没有证据表明 副作用,鼓励具有可行转化应用的治疗策略。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Loss of Prefrontal Cortical Higher Cognition with Uncontrollable Stress: Molecular Mechanisms, Changes with Age, and Relevance to Treatment.
无法控制的压力导致前额皮质高级认知功能丧失:分子机制、随年龄变化以及与治疗的相关性。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019-05-17
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Datta, Dibyadeep;Arnsten, Amy F T
  • 通讯作者:
    Arnsten, Amy F T
The Evolutionary Expansion of mGluR3-NAAG-GCPII Signaling: Relevance to Human Intelligence and Cognitive Disorders.
mGluR3-NAAG-GCPII 信号的进化扩展:与人类智力和认知障碍的相关性。
  • DOI:
    10.1176/appi.ajp.2020.20101458
  • 发表时间:
    2020-12-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. Arnsten;Min Wang
  • 通讯作者:
    Min Wang
Neuromodulation of prefrontal cortex cognitive function in primates: the powerful roles of monoamines and acetylcholine.
灵长类动物前额皮质认知功能的神经调节:单胺和乙酰胆碱的强大作用。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Cools, Roshan;Arnsten, Amy F T
  • 通讯作者:
    Arnsten, Amy F T
Mapping Phosphodiesterase 4D (PDE4D) in Macaque Dorsolateral Prefrontal Cortex: Postsynaptic Compartmentalization in Layer III Pyramidal Cell Circuits.
绘制猕猴背外侧前额皮质中的磷酸二酯酶 4D (PDE4D):第三层锥体细胞回路中的突触后区室化。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Datta, Dibyadeep;Enwright, John F;Arion, Dominique;Paspalas, Constantinos D;Morozov, Yury M;Lewis, David A;Arnsten, Amy F T
  • 通讯作者:
    Arnsten, Amy F T
Physician Distress and Burnout: The Neurobiological Perspective.
医生的痛苦和倦怠:神经生物学的视角。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.9
  • 作者:
    Arnsten, Amy F T;Shanafelt, Tait
  • 通讯作者:
    Shanafelt, Tait
{{ 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 }}

AMY F.T. ARNSTEN其他文献

AMY F.T. ARNSTEN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('AMY F.T. ARNSTEN', 18)}}的其他基金

Prefrontal impairment with stress- NE receptor subtype mechanisms.
与压力-NE受体亚型机制有关的前额损伤。
  • 批准号:
    10655735
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 41.59万
  • 项目类别:
Development of GCPII inhibitors for the treatment of age-related cognitive disorders
开发用于治疗年龄相关认知障碍的 GCPII 抑制剂
  • 批准号:
    10410566
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 41.59万
  • 项目类别:
Development of GCPII inhibitors for the treatment of age-related cognitive disorders
开发用于治疗年龄相关认知障碍的 GCPII 抑制剂
  • 批准号:
    10633273
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 41.59万
  • 项目类别:
Development of GCPII inhibitors for the treatment of age-related cognitive disorders
开发用于治疗年龄相关认知障碍的 GCPII 抑制剂
  • 批准号:
    10028000
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 41.59万
  • 项目类别:
Development of GCPII inhibitors for the treatment of age-related cognitive disorders
开发用于治疗年龄相关认知障碍的 GCPII 抑制剂
  • 批准号:
    10261462
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 41.59万
  • 项目类别:
Preclinical assessment of GCPII inhibitors for cognition and tau pathology
GCPII 抑制剂对认知和 tau 病理学的临床前评估
  • 批准号:
    10321239
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 41.59万
  • 项目类别:
Preclinical assessment of GCPII inhibitors for cognition and tau pathology
GCPII 抑制剂对认知和 tau 病理学的临床前评估
  • 批准号:
    10541131
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 41.59万
  • 项目类别:
Rapid actions of ketamine in the prefrontal cortex
氯胺酮在前额皮质中的快速作用
  • 批准号:
    9901576
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 41.59万
  • 项目类别:
mGluR2/3 influences in primate prefrontal cortex: potential for therapeutics
mGluR2/3 对灵长类前额皮质的影响:治疗潜力
  • 批准号:
    8630805
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 41.59万
  • 项目类别:
Highly evolved brain circuits in primates: molecular vulnerabilities for disease
灵长类动物高度进化的大脑回路:疾病的分子脆弱性
  • 批准号:
    8880091
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 41.59万
  • 项目类别:

相似国自然基金

ALA光动力上调炎症性成纤维细胞ZFP36抑制GADD45B/MAPK通路介导光老化皮肤组织微环境重塑的作用及机制研究
  • 批准号:
    82303993
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
湿热老化下的CFRP胶-螺连接结构疲劳失效机理研究
  • 批准号:
    52305160
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
YAP1-TEAD通过转录调控同源重组修复介导皮肤光老化的作用机制
  • 批准号:
    82371567
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
来源和老化过程对大气棕碳光吸收特性及环境气候效应影响的模型研究
  • 批准号:
    42377093
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
角质形成细胞源性外泌体携载miR-31调控成纤维细胞ERK通路抗皮肤老化的作用机制
  • 批准号:
    82373460
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Targeting the gut for stroke neuroprotection; IGF-1 modulation of the blood-gut barrier
针对中风神经保护的肠道;
  • 批准号:
    10366982
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 41.59万
  • 项目类别:
Innovative memantine therapy for neuroprotective effects against ischemic stroke and Alzheimer's disease
创新美金刚疗法对缺血性中风和阿尔茨海默病具有神经保护作用
  • 批准号:
    10480182
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 41.59万
  • 项目类别:
Effects of cannabis on age-related cognitive decline and Alzheimers disease pathology
大麻对与年龄相关的认知能力下降和阿尔茨海默病病理学的影响
  • 批准号:
    10469575
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 41.59万
  • 项目类别:
Effects of cannabis on age-related cognitive decline and Alzheimers disease pathology
大麻对与年龄相关的认知能力下降和阿尔茨海默病病理学的影响
  • 批准号:
    10633300
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 41.59万
  • 项目类别:
Xenon gas treatment to modulate microglia in neurodegenerative diseases
氙气治疗调节神经退行性疾病中的小胶质细胞
  • 批准号:
    10259094
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 41.59万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了