Targeting Mitochondrial Function to Develop Novel Therapies for Neurodevelopmental Disorders

针对线粒体功能开发神经发育障碍的新疗法

基本信息

项目摘要

ABSTRACT We will identify potential new pharmacological therapies targeted to improve mitochondrial function in a class of cerebral cortical neurons thought to be compromised in multiple neurodevelopmental disorders. We have shown that mitochondrial metabolism is disrupted in layer 2/3 Projection Neurons (PNs) in the LgDel mouse model of 22q11.2 Deletion Syndrome, a syndromic neurodevelopmental disorder. We have also demonstrated that this disruption apparently accounts for quantitative differences in association cortical connectivity correlated with cognitive behavioral deficits in LgDel mice. Finally, we showed that a free radical scavenger that influences mitochondrial function, N-acetyl cysteine (NAC), can reverse these molecular, cellular and behavioral deficits. We will now assess the capacity of multiple mitochondrial targeted pharmacological compounds, as well as known mitochondria-targeted drugs, to modulate LgDel Layer 2/3 PN mitochondrial metabolism and its influences on layer 2/3 PN homeostasis. In Specific Aim 1, we will evaluate compound activity in a validated, homogeneous layer 2/3 PN in vitro assay using the Agilent Seahorse Metabolic Analyzer to measure key aspects of mitochondrial function. Candidate compounds that restore LgDel mitochondrial dysfunction toward WT, without disrupting WT mitochondrial function, will be further validated for their capacity to diminish aberrant mitochondrial reactive oxygen species (ROS) levels and restore dendritic and axonal growth in LgDel layer 2/3 PNs. To provide additional interpretative resolution of the mechanistic precision of these compounds, in Specific Aim 2 we will perform a parallel transcriptome comparison of LgDel versus WT Layer 2/3 PNs in vitro to identify pathways whose transcriptional regulation is altered due to mitochondrial dysfunction and diminished growth in developing Layer 2/3 PNs targeted by neurodevelopmental pathology. We will further contrast this data with the transcriptome profile of LgDel layer 2/3 PNs treated with NAC, whose metabolic and growth-restoring activity we have previously demonstrated. Thus, compounds identified in this screen will be validated for specificity, targeted cellular activity, and placed in context of differentially regulated transcriptional pathways sensitive to altered mitochondrial function. These pathways underlie diminished neuron growth that contributes to neurodevelopmental cortical circuit pathology. Thus, our experiments identify potential candidates for further development of mitochondria-based therapies and a molecular mechanistic framework for rational design of precisely targeted new drugs to correct molecular and cellular pathology associated with cortical neuron and circuits compromised in multiple neurodevelopmental disorders.
摘要 我们将确定潜在的新的药物疗法,以改善线粒体的功能 被认为在多种神经发育障碍中受损的大脑皮层神经元。我们有 LgDel小鼠2/3层投射神经元线粒体代谢紊乱 22q11.2缺失综合征的模型,一种综合征性神经发育障碍。我们还展示了 这种干扰显然解释了大脑皮层连接性的数量差异 与LgDel小鼠的认知行为缺陷相关。最后,我们证明了一种自由基清除剂 影响线粒体功能的N-乙酰半胱氨酸(NAC)可以逆转这些分子、细胞和 行为缺陷。我们现在将评估多个线粒体靶向药理学的能力 化合物,以及已知的线粒体靶向药物,以调节LgDel层2/3PN线粒体 代谢及其对第2/3层PN动态平衡的影响。在具体目标1中,我们将评估化合物 使用安捷伦海马代谢分析仪进行验证的、均一的2/3层PN体外活性测定 测量线粒体功能的关键方面。修复LgDel线粒体的候选化合物 在不破坏WT线粒体功能的情况下,WT的功能障碍将进一步验证它们的能力 降低线粒体ROS水平,恢复树突状细胞和轴突 LgDel层2/3 PNS中的生长。提供对机械精度的其他解释性解决方案 这些化合物,在特定的目标2中,我们将进行LgDel和WT的平行转录组比较 Layer 2/3 PNS体外鉴定线粒体导致转录调控改变的途径 神经发育病理学所针对的发展中的第2/3层PNS的功能障碍和生长减少。 我们将进一步将这些数据与NAC处理的LgDEL 2/3层PNS的转录组图谱进行对比,NAC的 我们之前已经证明了代谢和恢复生长的活性。因此,在本文件中确定的化合物 将验证筛查的特异性、目标细胞活动,并将其置于不同监管的背景下 对线粒体功能改变敏感的转录途径。这些小路是被削弱的基础 有助于神经发育皮质回路病理的神经元生长。因此,我们的实验确定了 进一步开发基于线粒体的治疗和分子机制的潜在候选 用于纠正分子和细胞病理的精确靶向新药的合理设计框架 与多种神经发育障碍的皮质神经元和神经回路受损有关。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

ANTHONY S LAMANTIA其他文献

ANTHONY S LAMANTIA的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('ANTHONY S LAMANTIA', 18)}}的其他基金

Targeting Mitochondrial Function to Develop Novel Therapies for Neurodevelopmental Disorders
针对线粒体功能开发神经发育障碍的新疗法
  • 批准号:
    10330605
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
Pathology, Developmental Origins, and Prevention of Pediatric Dysphagia
小儿吞咽困难的病理学、发育起源和预防
  • 批准号:
    8856405
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
Pathology, Developmental Origins, and Prevention of Pediatric Dysphagia
小儿吞咽困难的病理学、发育起源和预防
  • 批准号:
    9567053
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
Pathology, Developmental Origins, and Prevention of Pediatric Dysphagia
小儿吞咽困难的病理学、发育起源和预防
  • 批准号:
    9234411
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
Developmental mechanisms for pediatric dysphagia
小儿吞咽困难的发育机制
  • 批准号:
    9567059
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
Administration and Training
行政及培训
  • 批准号:
    8856410
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
Specification of Peripheral Olfactory Stem Cells
外周嗅觉干细胞的规格
  • 批准号:
    8912894
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
Specification of Peripheral Olfactory Stem Cells
外周嗅觉干细胞的规格
  • 批准号:
    8336866
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
Specification of Peripheral Olfactory Stem Cells
外周嗅觉干细胞的规格
  • 批准号:
    8247915
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
Specification of Peripheral Olfactory Stem Cells
外周嗅觉干细胞的规格
  • 批准号:
    8519102
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:

相似国自然基金

层出镰刀菌氮代谢调控因子AreA 介导伏马菌素 FB1 生物合成的作用机理
  • 批准号:
    2021JJ40433
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
寄主诱导梢腐病菌AreA和CYP51基因沉默增强甘蔗抗病性机制解析
  • 批准号:
    32001603
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
AREA国际经济模型的移植.改进和应用
  • 批准号:
    18870435
  • 批准年份:
    1988
  • 资助金额:
    2.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Onboarding Rural Area Mathematics and Physical Science Scholars
农村地区数学和物理科学学者的入职
  • 批准号:
    2322614
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
TRACK-UK: Synthesized Census and Small Area Statistics for Transport and Energy
TRACK-UK:交通和能源综合人口普查和小区域统计
  • 批准号:
    ES/Z50290X/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
    Research Grant
Wide-area low-cost sustainable ocean temperature and velocity structure extraction using distributed fibre optic sensing within legacy seafloor cables
使用传统海底电缆中的分布式光纤传感进行广域低成本可持续海洋温度和速度结构提取
  • 批准号:
    NE/Y003365/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
    Research Grant
Point-scanning confocal with area detector
点扫描共焦与区域检测器
  • 批准号:
    534092360
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
    Major Research Instrumentation
Collaborative Research: Scalable Manufacturing of Large-Area Thin Films of Metal-Organic Frameworks for Separations Applications
合作研究:用于分离应用的大面积金属有机框架薄膜的可扩展制造
  • 批准号:
    2326714
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Scalable Manufacturing of Large-Area Thin Films of Metal-Organic Frameworks for Separations Applications
合作研究:用于分离应用的大面积金属有机框架薄膜的可扩展制造
  • 批准号:
    2326713
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Unlicensed Low-Power Wide Area Networks for Location-based Services
用于基于位置的服务的免许可低功耗广域网
  • 批准号:
    24K20765
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
RAPID: Collaborative Research: Multifaceted Data Collection on the Aftermath of the March 26, 2024 Francis Scott Key Bridge Collapse in the DC-Maryland-Virginia Area
RAPID:协作研究:2024 年 3 月 26 日 DC-马里兰-弗吉尼亚地区 Francis Scott Key 大桥倒塌事故后果的多方面数据收集
  • 批准号:
    2427233
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RAPID: Collaborative Research: Multifaceted Data Collection on the Aftermath of the March 26, 2024 Francis Scott Key Bridge Collapse in the DC-Maryland-Virginia Area
RAPID:协作研究:2024 年 3 月 26 日 DC-马里兰-弗吉尼亚地区 Francis Scott Key 大桥倒塌事故后果的多方面数据收集
  • 批准号:
    2427232
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RAPID: Collaborative Research: Multifaceted Data Collection on the Aftermath of the March 26, 2024 Francis Scott Key Bridge Collapse in the DC-Maryland-Virginia Area
RAPID:协作研究:2024 年 3 月 26 日 DC-马里兰-弗吉尼亚地区 Francis Scott Key 大桥倒塌事故后果的多方面数据收集
  • 批准号:
    2427231
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了