海马CA1区脑源性神经营养因子降低介导慢性炎症痛的细胞与神经回路机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31872774
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0904.感觉与运动系统神经生物学
  • 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

Decreased hippocampal functions and connectivity with other brain regions are risk factors of chronic pain. But the underlying mechanisms are not fully understood. Our pilot work has revealed that decreased hippocampal levels of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) correlate with the development of chronic inflammatory pain. With a combinative application of gene editing, in vivo electrophysiological recording, calcium imaging, patch clamping and optogenetics, the present project aims to elucidate this question at molecular, cellular and circuit levels in a mouse model of inflammatory pain. We first confirm decreased hippocampal expression of BDNF in inflammatory pain, and further observe the effects of up- or down-regulation of BDNF expression in various neuronal types of hippocampal CA1 on pain behaviors. Next, excitability and input strength changes of CA1 pyramidal and interneurons under down-regulated hippocampal BDNF expression and chronic pain condition are examined with in vivo / in vitro electrophysiology and calcium imaging. Finally, electrophysiological features and causal contribution of hippocampal pathways in pain behaviors are examined with in vivo electrophysiology and optogenetics, respectively. Potential rescue effects of BDNF overexpression are also examined. The project aims to elucidate molecular, neuronal and circuit mechanisms underlying hippocampal modulation of pain, and is instructive for developing novel treatment of chronic pain.
海马功能及与其它脑区连接度的降低,是慢性痛发生的重要危险因素,但其机制尚不清楚。项目组的前期工作提示,炎症痛小鼠海马区脑源性神经营养因子(BDNF)含量显著降低,与慢性痛的发生相关。本项目拟在此基础上,联合应用基因编辑、清醒小鼠在体电生理记录、在体钙成像、膜片钳、光遗传学等多项先进技术,在慢性炎症痛小鼠模型中,研究海马CA1区调控疼痛的机制。项目首先验证慢性炎症痛小鼠海马CA1区BDNF含量降低,并通过遗传学技术上调或下调各型神经元BDNF的表达,明确其对痛行为的影响;其次,应用电生理和钙成像技术研究慢性炎症痛及下调BDNF含量对CA1区各型神经元功能的影响;最后,通过电生理和光遗传学技术探讨CA1锥体神经元调控痛行为的神经通路机制,及炎症痛中过表达BDNF的挽救效果。本项目从分子、神经元、神经通路层面,揭示海马脑区调控慢性痛的生物学机制,并对发展慢性痛新疗法有临床指导意义。

结项摘要

海马功能及与其它脑区连接度的降低,是慢性痛发生的重要危险因素,但其机制尚不清楚。项目组的前期工作提示,炎症痛小鼠海马区脑源性神经营养因子(BDNF)含量显著降低,与慢性痛的发生相关。本项目联合应用基因编辑、清醒小鼠在体电生理记录、在体钙成像、膜片钳、光遗传学等多项先进技术,在慢性炎症痛小鼠模型中,研究海马CA1区调控疼痛的机制。我们证实,vCA1区存在一个独特的神经元群,特异性对伤害性外部刺激表现出稳定的抑制反应。在CFA外周炎症造模后,该神经元群对原本非伤害性刺激产生类伤害性反应。应用化学遗传学抑制未造模小鼠vCA1锥体神经元以模拟慢性炎症痛中vCA1锥体神经元的活动模式,可以引起未造模小鼠慢性痛样行为,包括热痛敏、触诱发痛、认知障碍和焦虑样行为。vCA1不同下游通路在痛觉调控中作用有显著差异,其中vCA1-边缘下皮层(vCA1-IL)通路特异性介导炎症痛中自发痛行为,BDNF含量降低是其关键分子基础。本项目从分子、神经元、神经通路层面,揭示海马脑区调控慢性痛的生物学机制,并对慢性痛新疗法有临床指导意义。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Default Mode Network as a Neural Substrate of Acupuncture: Evidence, Challenges and Strategy
默认模式网络作为针灸的神经基础:证据、挑战和策略
  • DOI:
    10.3389/fnins.2019.00100
  • 发表时间:
    2019-02
  • 期刊:
    Frontiers in Neuroscience
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Zhangr Yuqi;Zhang Haolin;Nierhaus Till;Pach Daniel;Witt Claudia M;Yi Ming
  • 通讯作者:
    Yi Ming
Ventral Hippocampus Modulates Anxiety-Like Behavior in Male But Not Female C57BL/6 J Mice
腹侧海马调节雄性而非雌性 C57BL/6 J 小鼠的焦虑样行为
  • DOI:
    10.1016/j.neuroscience.2019.08.032
  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
    Neuroscience
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Wang Cheng;Zhang Yu;Shao Shan;Cui Shuang;Wan You;Yi Ming
  • 通讯作者:
    Yi Ming
Anterior cingulate cortex modulates the affective-motivative dimension of hyperosmolality-induced thirst
前扣带皮层调节高渗透压引起的口渴的情感动机维度
  • DOI:
    10.1113/jp278301
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    The Journal of Physiology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ma Longyu;Zhang Yuqi;Yue Lupeng;Zhang Xueying;Cui Shuang;Liu Feng Yu;Wan You;Yi Ming
  • 通讯作者:
    Yi Ming
Suppression of ventral hippocampal CA1 pyramidal neuronal activities enhances water intake
抑制腹侧海马 CA1 锥体神经元活动可增强饮水量
  • DOI:
    10.1152/ajpcell.00211.2021
  • 发表时间:
    2021-12-01
  • 期刊:
    AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-CELL PHYSIOLOGY
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Han, Bingxuan;Cui, Shuang;Yi, Ming
  • 通讯作者:
    Yi, Ming
Development of a CRISPR-SaCas9 system for projection- and function-specific gene editing in the rat brain
开发用于大鼠大脑中投影和功能特异性基因编辑的 CRISPR-SaCas9 系统
  • DOI:
    10.1126/sciadv.aay6687
  • 发表时间:
    2020-03-01
  • 期刊:
    SCIENCE ADVANCES
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Sun, Haojie;Fu, Su;Wan, You
  • 通讯作者:
    Wan, You

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其他文献

慢性腰背痛患者艾灸热敏现象的脑电机制初探
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国疼痛医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李小俚;万有;陈日新;伊鸣
  • 通讯作者:
    伊鸣
带状疱疹后神经痛患者脑电功率与频率分析
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1006-9852.2015.09.007
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国疼痛医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    祁文静;周瑞;王静;郭淮莲;伊鸣;刘风雨;樊碧发;李小俚;万有
  • 通讯作者:
    万有

其他文献

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伊鸣的其他基金

前额叶皮层介导慢性神经病理痛大鼠自发痛行为的细胞、回路与分子机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
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    54 万元
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    面上项目
前扣带回参与针刺镇痛的电生理机制
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    31200835
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  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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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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