长期丰富环境预防淀粉样蛋白诱导突触功能障碍的机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81870856
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0902.意识障碍与认知功能障碍
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Adverse environmental factors such as stress and head trauma may increase the risk of Alzheimer’s disease which associate with the intracellular neurofibrillary tangles (NFTs) and the extracellular amyloid plaques, while positive environmental factors such as education, cognitive activity and physical exercise help delay its onset. We recently reported (Neuron, 2013) that prolonged exposure of middle-aged wt mice to an enriched environment (EE) protected the hippocampus from the adverse electrophysiological and biochemical effects of soluble Aβ oligomers (oAβ) isolated directly from AD cortex. Pathway analysis showed that enhanced signaling through b2-adrenergic receptors (AR) helped mediate this heightened neural reserve. Our Preliminary Data suggest that EE produces specific patterns of histone acetylation by activating a β2AR/cAMP/PKA/CREB signaling pathway, thus activating CBP and other factors and lessening oAβ synaptotoxicity. Applying histone deacetylase inhibitors orthe β2AR-specific agonist procaterol mimicked EE and protected against oAβ, whereas histone acetyltransferase inhibitors or β2AR KO prevented EE-enhanced LTP. We hypothesize that an EE-activated β2AR signaling cascade regulates certain transcriptional activators and repressors to increase ‘memory gene’ expression, which helps overcome oAβ impairment of synaptic plasticity. This idea is pursued in 3 new Aims:(1) Assess the relative efficacies of mid- and late-life novelty exposure vs. physical exercise in mitigating oAβsynaptic injury and whether β2AR signaling is involved in each; (2) Mechanistically, determine to what extent environmental exposures found in Aim 1 to alleviate oAβ toxicity are mediated by epigenetic effects on DNA and histones.Our results should point to new behavioral and pharmacological approaches to lessen AD dementia.
环境毒素诱导淀粉样蛋白(Aβ)和tau蛋白在中枢神经元内聚集,与阿尔茨海默氏病(AD)密切相关。我们发现,丰富环境(EE)可抵御AD患者脑源性可溶性Aβ寡聚体对成年鼠的突触毒性,β2-肾上腺素受体(β2-AR)在该神经保护机制中起重要作用。我们的初步研究还发现,EE激活β2-AR/ cAMP/PKA/CREB信号通路,通过组蛋白乙酰化,激活CBP等信号因子,减轻Aβ介导的神经毒性,但其分子作用的详细机制不明。因此,我们假设:EE激活β2-AR信号通路,调节相关转录因子表达,阻止Aβ诱导的突触可塑性损害,从而增强大脑记忆功能。为此,本课题拟:1)通过中年鼠与老年鼠的对比研究,分析丰富环境或体育锻炼减轻Aβ诱导的突触损伤机制,以及β2-AR信号通路的相关性;(2)通过揭示环境因素缓解Aβ神经毒性的表观遗传学机制,为AD治疗探索新的方向。

结项摘要

环境毒素诱导淀粉样蛋白(Aβ)和tau蛋白在中枢神经元内聚集,与阿尔茨海默氏病(AD)密切相关。我们发现,丰富环境(EE)可抵御AD患者脑源性可溶性Aβ寡聚体对成年鼠的突触毒性,β2-肾上腺素受体(β2-AR)在该神经保护机制中起重要作用。本课题通过①中年鼠与老年鼠的对比研究,分析丰富环境或体育锻炼减轻Aβ诱导的突触损伤机制,以及β2-AR信号通路的相关性;②通过揭示环境因素缓解Aβ神经毒性的表观遗传学机制。发现EE可以完全阻止可溶性Aβ低聚物对小鼠海马的损害。EE益处的关键分子特征是上调miRNA-132和抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC)信号。可溶性Aβ低聚物降低了培养的原代神经元中miR-132的表达,增加了HDAC3的水平。此外,我们还证实了HDAC3是miR-132的直接靶点的证据。过度表达miR-132或将HDAC3抑制剂注射到标准可溶性Aβ暴露的小鼠体内,模拟了EE的保护作用。可溶性Aβ特异性激活含有NR2B的NMDA受体介导了对LTP的影响。Aβ介导的LTD需要激活钙调神经磷酸酶和GSK-3等信号通路而不是激活p38MAPK信号。明确新的行为学干预和药物干预逆转Aβ对突触的损害,为AD 治疗提供新的方向。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Gene dysfunction mediates immune response to Dopaminergic degeneration in Parkinson’s disease
基因功能障碍介导帕金森病多巴胺能变性的免疫反应
  • DOI:
    10.1021/acschemneuro.8b00373
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    ACS Chemical Neuroscience
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Zhigang Jiao;Wenlong Zhang;Chaojun Chen;Xiaoqin Zhu;Xiang Chen;Miaomiao Zhou;Guoyou Peng;Hanqun Liu;Jiewen Qiu;Yuwan Lin;Shuxuan Huang;Mingshu Mo;Xinling Yang;Shaogang Qu;Pingyi Xu
  • 通讯作者:
    Pingyi Xu
Chaperone-mediated Autophagy Regulates Cell Growth by Targeting SMAD3 in Glioma
伴侣介导的自噬通过靶向胶质瘤中的 SMAD3 来调节细胞生长
  • DOI:
    10.1007/s12264-022-00818-9
  • 发表时间:
    2022-03
  • 期刊:
    Neuroscience Bulletin
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Hanqun Liu;Yuxuan Yong;Xingjian Li;Panghai Ye;Kai Tao;Guoyou Peng;Mingshu Mo;Wenyuan Guo;Xiang Chen;Yangfu Luo;Yuwan Lin;Jiewen Qiu;Zhiling Zhang;Liuyan Ding;Miaomiao Zhou;Xinling Yang;Lin Lu;Qian Yang;Pingyi Xu
  • 通讯作者:
    Pingyi Xu
Relationship between variants of 17 newly loci and Parkinson's disease in a Chinese population
中国人群17个新位点变异与帕金森病的关系
  • DOI:
    10.1016/j.neurobiolaging.2018.08.017
  • 发表时间:
    2019-01-01
  • 期刊:
    NEUROBIOLOGY OF AGING
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Chen, Xiang;Xiao, Yousheng;Xu, Pingyi
  • 通讯作者:
    Xu, Pingyi
The outcome and burden of Chinese patients with neurodegenerative diseases: A 10-year clinical feature study
中国神经退行性疾病患者的结局和负担:10年临床特征研究
  • DOI:
    10.1111/ijcp.13534
  • 发表时间:
    2020-06-09
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF CLINICAL PRACTICE
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Li,Gui-Hua;Li,Peng;Xu,Ping-Yi
  • 通讯作者:
    Xu,Ping-Yi
Functional validation of a human GLUD2 variant in a murine model of Parkinson's disease.
人类 GLUD2 变体在帕金森病小鼠模型中的功能验证
  • DOI:
    10.1038/s41419-020-03043-2
  • 发表时间:
    2020-10-22
  • 期刊:
    Cell death & disease
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Zhang W;Gong J;Ding L;Zhang Z;Pan X;Chen X;Guo W;Zhang X;Yang X;Peng G;Lin Y;Gao F;Li Y;Zhu X;Xuan A;Wang S;Sun X;Zhang Y;Xu P
  • 通讯作者:
    Xu P

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其他文献

Study on the bowing of monocrystalline silicon MWT+PERC solar cells with different laser-ablation condition
不同激光烧蚀条件下单晶硅MWT PERC太阳能电池的弯曲研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    OPTOELECTRONICS AND ADVANCED MATERIALS – RAPID COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭若莹;席曦;邵剑波;刘桂林;李少敏;路忠林;徐建华;黄智;张向阳
  • 通讯作者:
    张向阳
Efficiency enhancement of p-type multi-crystalline solar cells in different efficiency grades by hydrogenation with electron injection
电子注入加氢提高不同效率等级p型多晶太阳能电池的效率
  • DOI:
    10.1063/5.0039214
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    JOURNAL OF RENEWABLE AND SUSTAINABLE ENERGY
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    李少敏;席曦;刘桂林;邵剑波;彭若莹;王兰;姜岩峰;陈丽萍;东为富
  • 通讯作者:
    东为富
Longer hydrogenation duration for large area multi-crystalline silicon solar cells based on high-intensity infrared LEDs
基于高强度红外 LED 的大面积多晶硅太阳能电池的更长氢化持续时间
  • DOI:
    10.1016/j.optcom.2019.06.011
  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
    OPTICS COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    邵剑波;席曦;李少敏;刘桂林;彭若莹;李超;陈国庆;陈如龙
  • 通讯作者:
    陈如龙
基于气象数据估计大气MTF的遥感影像去模糊算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    遥感信息
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王振国;陈波;李少敏;白向华
  • 通讯作者:
    白向华
锭脚中孔加工流体排屑机床及自导向钻头设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    机械设计与研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于大国;王继明;李少敏;郝永鹏
  • 通讯作者:
    郝永鹏

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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