ErbB受体的广谱性配体HB-EGF特异性调控中枢局域性髓鞘发育的机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31871030
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0901.分子与细胞神经生物学
  • 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

In our past work, we have demonstrated that different ErbB receptors in oligodendroglial lineage coordinate to regulate myelin development and integrity. Recently, through a genetically labeling approach, we found that Heparin-binding EGF-like growth factor (HB-EGF), a ligand that binds both ErbB1 and ErbB4, expresses in neurons of specific brain regions. Especially in the cerebral cortex, HB-EGF expresses in excitatory neurons of layer VI in the primary and secondary sensory cortex, including somatosensory cortex, visual cortex, and auditory cortex. Intriguingly, HB-EGF-knockout mice exhibited impaired myelin formation within the location of HB-EGF-expressing neurons and correlated callosal pathways. The phenotype of focal hypomyelination in the central nervous system of HB-EGF-knockout mice is reminiscent of focal lesions observed in the white matter of schizophrenics or patients with other psychiatric disorders, providing a potential genetic evidence to such a clinical phenotype. Our preliminary work suggested that HB-EGF regulated myelin development via a neuron-derived manner. Understanding how HB-EGF works would add the ligand information to our knowledge about how ErbB signaling pathways regulate central myelination. As a first identified molecule that regulates myelin formation specifically on a certain neural circuit, investigation of HB-EGF would help to correct our existed dogma that central myelination is generally regulated. Furthermore, behavioral analyses of HB-EGF-knockout mice would provide valuable clues of how callosal communication between the bilateral cortical regions for somatosensation, vision, or audition contributes to the related basic brain functions.
我们已揭示少突胶质细胞系中的ErbB受体协同调控中枢髓鞘的发育和完整性,近来又以遗传标记手段发现可同时激活ErbB1/4的配体HB-EGF表达于特定脑区的神经元,尤其在大脑皮层中特异表达于各种初级和次级感觉皮层的第VI层兴奋性神经元中。HB-EGF敲除鼠出现特异性的大脑后部的皮层深层和对应的胼胝体区域髓鞘发育不良的现象。这种中枢局域性髓鞘发育不良的表型,为精神分裂症等精神疾病中的局域性白质缺陷的临床表型提供了潜在的遗传机制。前期结果提示HB-EGF以神经元源性机制调控髓鞘发育。对HB-EGF的分子机制的解析将进一步完善ErbB信号通路调控中枢髓鞘发育的配体机制。作为首次被发现的调控特定神经回路髓鞘发育的关键分子,对HB-EGF作用机制的研究将修正对泛化的中枢髓鞘调控机制的认识;而对HB-EGF敲除动物的行为学分析将对研究感觉皮层间的胼胝体交通对各种感觉相关的大脑基础功能的贡献具有重要意义。

结项摘要

本项目在研究ErbB信号通路调控中枢髓鞘发育的长期工作基础上,集中研究表皮生长因子家族成员HB-EGF脑区特异性调控髓鞘发育的现象和机制。利用遗传标记、神经细胞蛋白标记物的检测、轴突投射逆向追踪、在体神经元HB-EGF过表达等多种手段,我们确定在大脑皮层中HB-EGF特异性表达在感觉皮层(躯体感觉皮层、视觉皮层、听觉皮层)的第VI层的胼胝体投射神经元,以旁分泌的方式从其轴突释放,调控感觉皮层相互交通的胼胝体投射路径上的少突胶质细胞增殖和分化,促进该特定神经回路上的髓鞘发育。进一步研究少突胶质细胞中的ErbB信号通路,我们发现与刺激的ErbB配体对受体的结合特异性无关,细胞中所有ErbB受体协同调控少突胶质细胞的分化成熟,以及成熟少突胶质细胞的有氧糖酵解产生乳酸的能力。通过对特异性靶向少突胶质细胞不同分化阶段的动物模型的研究,我们发现ErbB信号通路紊乱既可通过造成髓鞘发育不良、也可通过减少对电活跃的神经回路中神经轴突的乳酸供应来削弱动物的工作记忆。该研究明确了ErbB信号通路对中枢髓鞘发育和功能的重要调控作用,阐述了中枢髓鞘调控大脑高级功能的多种方式;并首次提供了HB-EGF为中枢神经系统局域性髓鞘发育的关键调控分子的明确证据,提示脑区特异性ErbB信号通路调控分子机制的紊乱可能参与精神疾病的局域性白质损伤现象。

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)
Interference of commissural connections through the genu of the corpus callosum specifically impairs sensorimotor gating
通过胼胝体膝部的连合连接的干扰特别损害感觉运动门控
  • DOI:
    10.1016/j.bbr.2021.113383
  • 发表时间:
    2021-05-28
  • 期刊:
    BEHAVIOURAL BRAIN RESEARCH
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Xiao,Guanxiu;Li,Huashun;Tao,Yanmei
  • 通讯作者:
    Tao,Yanmei
Sustained ErbB Activation Causes Demyelination and Hypomyelination by Driving Necroptosis of Mature Oligodendrocytes and Apoptosis of Oligodendrocyte Precursor Cells.
ErbB 持续激活通过驱动成熟少突胶质细胞坏死性凋亡和少突胶质细胞前体细胞凋亡导致脱髓鞘和低髓鞘形成
  • DOI:
    10.1523/jneurosci.2922-20.2021
  • 发表时间:
    2021-12-01
  • 期刊:
    The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hu X;Xiao G;He L;Niu X;Li H;Lou T;Hu Q;Yang Y;Xu Q;Wei Z;Qiu M;Tanaka KF;Shen Y;Tao Y
  • 通讯作者:
    Tao Y

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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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