电突触耦合调节哺乳动物大脑皮层兴奋性神经元分化

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31671063
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0902.发育与衰老神经生物学
  • 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

The neocortex commands all higher-order brain function of mammals, including perception, emotion and cognition; it consists of millions of “functional columns” that are thought to be the basic unit underlying the physiological function of the neocortex. Gap junction plays a crucial role in formation of neocortical functional columns, in which adhesive gap junction between radial glial progenitor and their daughter neurons is one of the first steps that guide development of functional columns in the mammalian neocortex. This is because adhesive gap junction is necessary for newborn neurons migrating along their mother redial glial fiber; however, whether gap junctions between progenitor and progeny possess ion channel function (also called electrical synapses) remained unknown. Our previous study showed that electrical synapses are indeed present between progenitor and progeny in the neocortex immediately after neuronal birth in the ventricular/subventricular zone. Based on this finding, we propose this project. Using multiple electrodes whole-cell electrophysiological recordings together with genetics, super-resolution microscope and cell biology, we will further investigate: (1) electrical synapses between radial glial progenitor and progeny progressively uncouple during neuronal migration; (2) the role of electrical synapses between progenitor and progeny in neuronal differentiation and assembly of neuronal circuit in the neocortex; (3) mechanisms underlying uncoupling of electrical synapses between progenitor and progeny. Results from this study will provide new insights into how electrical synapses between progenitor and progeny instruct formation of functional neocortex in the mammal. Neocortical defect has been linked to many neurological and psychological disorders, including epilepsy, mental retardation, autism and schizophrenia. Thus, our study will also shed light on the underlying pathophysiology of many devastating brain disorders and provide new ideas for early diagnosis and treatment development.
大脑皮层负责哺乳动物的较高级脑功能,包括感觉、情绪和认知;它由成百万个大脑皮层的基本功能单位---功能柱构成。缝隙连接在大脑皮层功能柱形成上发挥极其重要的功能;其中,放射型胶质干细胞和子神经元之间的缝隙连接的黏附作用力是保障功能柱正常形成的第一步,因为它是新生神经元沿着母细胞纤维向大脑皮层迁移所必须的。我们最新研究证实,这种干细胞和子神经元之间的缝隙连接也具有离子通道功能,又称为电突触功能。在此基础上,本课题拟利用多通道膜片钳全细胞记录,结合基因手段、高分辨成像和细胞分子生物学技术,研究:(1)放射型胶质干细胞和子神经元之间的电突触在神经元迁移中的逐渐去耦合;(2)干细胞和子神经元之间的电突触去耦合对神经元分化以及大脑皮层神经环路形成的影响;(3)调控干细胞和子神经元之间的电突触在迁移中的去耦合机制。从而,了解放射型胶质干细胞和子神经元之间的电突触耦合在大脑皮层发育中的生物学意义。

结项摘要

大脑皮层负责哺乳动物的较高级脑功能,包括感觉、情绪和认知;它由成百万个大脑皮层的基本功能单位---功能柱构成。缝隙连接在大脑皮层功能柱形成上发挥极其重要的功能;其中,放射型胶质干细胞和子神经元之间的缝隙连接的黏附作用力是保障功能柱正常形成的第一步,因为它是新生神经元沿着母细胞纤维向大脑皮层迁移所必须的。本课题拟利用多通道膜片钳全细胞记录,结合基因手段、高分辨成像和细胞分子生物学技术,我们研究证实: (1) 这种干细胞和子神经元之间的缝隙连接也具有离子通道功能,又称为电突触功能; (2) 放射型胶质干细胞和子神经元之间的电突触在神经元迁移中的逐渐去耦合;(3)干细胞和子神经元之间的电突触去耦合促进了神经元分化、成熟以及大脑皮层神经环路形成;(3)开发了电突触的临近标记法 (pupylation interacting labeling, PUPIL),它不但可以标记正在发生的电突触,也能标记发育早期曾经出现的(短暂发生的电突触),但是已经消失的电突触。我们的研究探述了放射型胶质干细胞和子神经元之间的电突触耦合在大脑皮层发育中的生物学意义。

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)
Human cerebral organoids establish subcortical projections in the mouse brain after transplantation.
人类大脑类器官移植后在小鼠大脑中建立皮层下投射
  • DOI:
    10.1038/s41380-020-00910-4
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
    Molecular psychiatry
  • 影响因子:
    11
  • 作者:
    Dong X;Xu SB;Chen X;Tao M;Tang XY;Fang KH;Xu M;Pan Y;Chen Y;He S;Liu Y
  • 通讯作者:
    Liu Y
Induction of human somatostatin and parvalbumin neurons by expressing a single transcription factor LIM homeobox 6.
通过表达单一转录因子 LIM 同源盒 6 诱导人生长抑素和小白蛋白神经元
  • DOI:
    10.7554/elife.37382
  • 发表时间:
    2018-09-25
  • 期刊:
    eLife
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Yuan F;Chen X;Fang KH;Wang Y;Lin M;Xu SB;Huo HQ;Xu M;Ma L;Chen Y;He S;Liu Y
  • 通讯作者:
    Liu Y

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其他文献

锂对铅引起的大鼠海马DG区LTP的影响。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    《生物物理学报》
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何水金;阮迪云
  • 通讯作者:
    阮迪云

其他文献

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何水金的其他基金

内皮素B型受体信号通路在少突胶质细胞分化以及在脱髓鞘疾病治疗中的应用研究
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    2022
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    面上项目
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  • 项目类别:
    面上项目

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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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