红外线激光兴奋耳蜗螺旋神经元的机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81660173
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    36.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1404.听觉异常与平衡障碍
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Limited speech recognition and frequency resolution was performed in patients with cochlear implants (CIs), especially in noise background. It would be much better when infrared laser was applied to the CIs. Our previous research has demonstrated that ABR could be evoked in guinea pigs stimulated by infrared laser, and the spiral ganglion neurons (SGNs) were the direct targets of stimulation. Previous studies suggested that infrared laser could evoke action potentials through opening the TRP channels anchor to the cytomembrane by optothermal effect, infrared laser stimulation could also evoked mitochondrial calcium release. However, the mechanism of the infrared neural stimulation is still open to debate. We proposed hypothesis that mitochondrial calcium release induced by infrared laser activated the TRP channels on the SGNs membrane, results in a quantities of cation influxion dominated by calcium, which triggering the sodium channel to generate an action potential. This study will investigate the effects of infrared laser stimulation on the status of membrane ion channels and the mitochondrial related responses of cytoplastic calcium ions in the intracellular of SGNs by real-time imaging of laser confocal and patch clamp technique, and, demonstrate the co-relations between TRP channels, including their cascading signal pathway and mitochondrial calcium ion responses during the infrared neural stimulation. The mechanism of the infrared neural stimulation on SGNs would be illuminated by our research, which would help us to choose the optimal infrared parameters with more effectiveness and safety, and finally, improving the transformation and application of laser stimulation in the cochlear implants design.
人工耳蜗植入的患者在噪声环境中的频率和空间分辨率有限,如将红外线激光应用于人工耳蜗被认为可助患者获得更高的频率和空间分辨率。我们已证实红外线激光刺激豚鼠能诱发ABR,其作用靶点为螺旋神经元。研究表明红外线可通过光热效应激活细胞膜上的TRP通道使细胞兴奋;也可诱发线粒体释放钙离子。然而,其作用机制尚不明确。我们假设红外线诱发螺旋神经元线粒体释放钙离子导致胞膜上的TRP通道开放,以钙离子为主的阳离子进入胞内,触发细胞膜钠通道开放,产生动作电位。本研究将通过膜片钳和激光共聚焦实时成像探讨红外线激光刺激对螺旋神经元胞膜离子通道活动状态及胞内线粒体钙离子相关反应的作用,分析红外线激光刺激时TRP离子通道及其信号通路与线粒体钙离子相关反应的内在联系,探讨红外线激光兴奋螺旋神经元的作用机制,为更好地选择高效安全的激光参数提供理论依据,为最终将激光刺激应用于人工耳蜗在理论上向前推进。

结项摘要

人工电子耳蜗在噪声环境中的时间和空间分辨率有限,如将光刺激应用于人工耳蜗将有助患者获得更高的时间和空间分辨率。研究表明红外线可通过光热效应激活细胞膜上的TRP通道使细胞兴奋;也可诱发线粒体释放钙离子。我们前期研究已证实红外线激光刺激豚鼠能诱发ABR,其作用靶点为螺旋神经元。然而,红外线神经刺激的作用机制尚不明确。本项目成功建立红外线刺激螺旋神经元全细胞膜片钳实验平台,旨在探讨红外线刺激对螺旋神经元胞膜离子通道活动状态及胞内钙离子相关反应的作用,分析红外线刺激时TRP离子通道及其信号通路与胞内钙离子相关反应的内在联系,探讨红外线激光兴奋螺旋神经元的作用机制。我们的研究结果证实红外线刺激可诱发螺旋神经元产生动作电位;红外线刺激致细胞兴奋可能与光热效应相关,细胞膜上的TRPV1和TRPV4在诱发动作电位过程中起重要作用;且刺激可直接触发胞内钙离子瞬变反应;研究结果为最终将激光刺激应用于人工耳蜗在理论上向前推进。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Parotidectomy in the management of squamous cell carcinoma of the external auditory canal
腮腺切除术治疗外耳道鳞状细胞癌
  • DOI:
    10.1007/s00405-020-06191-5
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    European Archives of Oto-Rhino-Laryngology
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Bingbin Xie;Meiqun Wang;Shaorong Zhang;Yuehui Liu
  • 通讯作者:
    Yuehui Liu
Middle ear adenomatous neuroendocrine tumors: suggestion for surgical strategy
中耳腺瘤性神经内分泌肿瘤:手术策略建议
  • DOI:
    10.1016/j.bjorl.2020.05.011
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Brazilian Journal of Otorhinolaryngology
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Bingbin Xie;Shaorong Zhang;Chunfu Dai;Yuehui Liu
  • 通讯作者:
    Yuehui Liu
Endoscopic-Assisted Repair of Spontaneous Temporomandibular Joint Herniation Through a Transcanal Approach
经椎管入路内镜辅助修复自发性颞下颌关节突出症
  • DOI:
    10.1097/mao.0000000000002278
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Otology & Neurotology
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Xie Bingbin;Zhang Shaorong;Liu Yuehui
  • 通讯作者:
    Liu Yuehui

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其他文献

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谢冰斌的其他基金

三维绒状石墨烯微粒在光调控神经元活性中的应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
红外线神经刺激启动细胞内IP3/Ca2+信号通路调节SOCs的机制研究
  • 批准号:
    82160216
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    34 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

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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

        graph TD
          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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