基于背根节-脊髓背角神经元图形化网络的慢性痛机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31401147
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0709.细胞外微环境与细胞间通讯
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Chronic pain is recognized as an important problem in clinic, but its pathogenesis is not well understood. In previous work, we have found that mechanically-gated TRPN/4 channel mediate noxious stimli-evoked currents in nociceptive neurons based on Caenorhabditis elegans model. In this proposal, we will study the role of mechanically-gated ion channels in chronic pain based on primary neuronal cultures of rat. Synapses between dorsal root ganglion neurons and spinal cord dorsal horn neurons are the first loci for transmission of pain. However, there is a lack of reliable model that reconstitutes synapse between these two populations. To co-culture dorsal root ganglia neurons and dorsal horn neurons of rats in vitro and mimic in vivo morphology, microsystem technology will be used to modify the surface of substrates, and special pattern will be designed to guide the location of soma and the growth direction of axon. Based on this patterned neuronal network, we will utilise molecular-biology, electrophysiology, and calcium imaging technologies, to characterize potential ion channels and factors mediating chronic pain and to investigate how neurons communicate. Our studies lay the foundation for the future work which elucidates the molecular mechanisms underlying chronic pain in mammal, and may advance our understanding of chronic pain from a new perspective, and reveal new targets for treatment.
慢性痛是普遍存在的重要临床症状,目前发病机制尚不清楚。我们前期基于秀丽线虫的工作鉴定了机械门控的TRPN/4通道在伤害性感受(痛觉)中的作用,本研究将进一步在哺乳动物细胞水平上进行机械门控离子通道在慢性痛中作用的研究。背根节神经元和脊髓背角神经元形成的突触连接是痛觉传递的重要部位,但目前缺乏合适的模型对其进行研究。我们将结合微系统技术,对培养神经元的基底进行表面处理,设计特殊的图案控制神经元胞体的位置以及诱导其轴突的生长方向,实现背根节神经元和脊髓背角神经元体外的图形化共培养,用以模拟体内的生理情况。基于此体外模型采用分子生物学、电生理和钙成像等技术,鉴定与慢性相关的离子通道和调节因子,深入研究伤害性感受神经环路中神经元之间的相互通讯。我们的研究将为阐明哺乳动物中慢性痛的分子机制和调控网络奠定基础,从新的角度加深对慢性痛的理解,将为其治疗提供新的靶点。

结项摘要

本研究结合微系统技术,对培养神经元的基底进行表面处理,设计特殊的图案控制神经元胞体的位置以及诱导其轴突的生长方向,实现了皮层神经元体外的图形化培养。结合分子生物学、电生理和钙成像等技术,研究了形态学对神经元功能的影响。图形化培养的皮层神经元只有2个树突,而正常离体培养的皮层神经元平均6个树突。研究结果表明:树突数目的减少影响了神经元的自发放电模式,并且当给予电流刺激时的响应也发生改变。相对正常培养的神经元,图形化培养的神经元自发放电的簇发形式更少,在给予电流刺激时响应的动力学特征也不一样。这一结果提示图形化培养的神经元使其形态特征变简单,并会影响其生理特征,这一变化在今后设计具有计算功能的生物神经元网络需要注意。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Effects of Morphology Constraint on Electrophysiological Properties of Cortical Neurons
形态约束对皮质神经元电生理特性的影响
  • DOI:
    10.1038/srep23086
  • 发表时间:
    2016-04-07
  • 期刊:
    Scientific Reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhu G;Du L;Jin L;Offenhäusser A
  • 通讯作者:
    Offenhäusser A
Extrasynaptic NMDA receptor dependent long-term potentiation of hippocampal CA1 pyramidal neurons
海马 CA1 锥体神经元突触外 NMDA 受体依赖性长期增强
  • DOI:
    10.1038/s41598-017-03287-7
  • 发表时间:
    2017-06-08
  • 期刊:
    Scientific Reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Yang Q;Zhu G;Liu D;Ju JG;Liao ZH;Xiao YX;Zhang Y;Chao N;Wang J;Li W;Luo JH;Li ST
  • 通讯作者:
    Li ST

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其他文献

湾区外向经济与创新经济空间协调性研究——以沪杭甬大湾区为例
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    科技进步与对策
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  • 作者:
    葛浩然;朱占峰;钟昌标;朱耿
  • 通讯作者:
    朱耿
Linux 2.6平台神经电生理闭环系统软件的设计和实现
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    航天医学与医学工程
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  • 作者:
    蒲江波;朱耿;李向宁;周炜;刘谦
  • 通讯作者:
    刘谦
一种去除多通道记录刺激伪迹的新方法
  • DOI:
    10.3390/s151229798
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    孙洪福
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    10.1002/essoar.10503361.3
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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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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