A Novel Role of Fragile-X Mental Retardation Protein in Mitochondrial Calcium Homeostasis

Fragile-X 智力迟钝蛋白在线粒体钙稳态中的新作用

基本信息

  • 批准号:
    10452354
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 23.61万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-05-01 至 2024-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Fragile X syndrome (FXS) is the most prevalent form of inherited intellectual disability and the primary genetic cause of autism. FXS is caused by loss of expression of the Fmr1 gene encoding Fragile X Mental Retardation Protein (FMRP), a protein with RNA-binding activity thought to act primarily as a translational regulator. In addition to intellectual disability, FXS patients present behavioral and cognitive symptoms, irregular physical features, and metabolic symptoms. The prevailing hypothesis of FXS pathogenesis posits FMRP as a promiscuous RNA-binding protein targeting hundreds of brain RNAs, with altered translation of these mRNA targets as the underlying cause of the synaptic and neural circuit defects and behavioral phenotypes seen in FXS. However, the recent clinical failures of treatment strategies targeting some of the key translational substrates of FMRP, and the current lack of effective treatment option for FXS, argue that investigations of new biological function of FMPR and new pathogenic mechanisms of FXS are warranted. Mitochondria are dynamic and complex organelles with essential roles in many aspects of biology, from energy production and intermediary metabolism to intracellular signaling and apoptosis. These broad functions position mitochondrion as a central player in human health. In neurons, mitochondria and synapses are intimately linked. In addition to their central role in bioenergetics, mitochondria are also critically important for maintaining cellular Ca2+ homeostasis. Ca2+ uptake by mitochondria helps buffer cytosolic Ca2+ transients arising from neuronal activation, protecting against the detrimental effects of Ca2+ influx. The ER-mitochondria contact site (ERMCS) are increasingly appreciated as key structures regulating mito-Ca2+ homeostasis, and there is an emerging role of altered ERMCS and mito-Ca2+ in the pathogenesis of neurodegenerative diseases. Whether ERMCS and its role in mito-Ca2+ homeostasis is affected in major neuropsychiatric diseases such as FXS is not known. The goal of this proposal is to test the central hypothesis that FMRP acts physically at ERMCS to direct Ca2+ signaling between organelles, and that defects in this process contribute to the etiology of FXS. To test this hypothesis, we propose to achieve the following Specific Aims in this exploratory project: Aim 1. Examine defects in ERMCS formation in the Drosophila dFmr1 model and FXS patient-derived models. Aim 2. Test the physiological roles of ERMCS proteins that direct mito-Ca2+ homeostasis in mediating FMRP function. By providing evidence for the involvement of ERMCS and mito-Ca2+ in mediating FMRP function at the organellar, synaptic, and organismal levels, these studies will lay the foundation for future mechanistic studies on the regulation and function of FMRP in normal synaptic and neuronal processes underlying brain function, cognition, emotion, and social behavior. Results from this study promise to significantly advance our understanding of the fundamental roles of mitochondria and Ca2+ signaling in FXS and various related mental disorders and offer novel and rational strategies to deliver health care for patients suffering from these devastating mental illnesses.
脆性 X 综合征 (FXS) 是遗传性智力障碍最常见的形式,也是主要的遗传性疾病 自闭症的原因。 FXS 是由编码脆性 X 型智力迟钝的 Fmr1 基因表达缺失引起的 蛋白质 (FMRP),一种具有 RNA 结合活性的蛋白质,被认为主要充当翻译调节因子。在 除了智力障碍外,FXS 患者还表现出行为和认知症状、身体不规律 特征和代谢症状。 FXS 发病机制的流行假说认为 FMRP 是一种 混杂的 RNA 结合蛋白靶向数百个大脑 RNA,这些 mRNA 的翻译发生了改变 目标作为突触和神经回路缺陷以及行为表型的根本原因 FXS。然而,最近针对一些关键转化的治疗策略在临床上失败了。 FMRP 的底物以及目前缺乏有效的 FXS 治疗方案,认为新的研究 FMPR 的生物学功能和 FXS 的新致病机制是有根据的。 线粒体是动态且复杂的细胞器,在生物学的许多方面发挥着重要作用,从 能量产生和中间代谢到细胞内信号传导和细胞凋亡。这些广泛的功能 将线粒体定位为人类健康的核心角色。在神经元中,线粒体和突触密切相关 已链接。除了在生物能学中的核心作用外,线粒体对于维持 细胞 Ca2+ 稳态。线粒体对 Ca2+ 的吸收有助于缓冲由线粒体引起的胞质 Ca2+ 瞬变 神经元激活,防止 Ca2+ 流入的有害影响。 ER-线粒体接触位点 (ERMCS)作为调节线粒体钙稳态的关键结构越来越受到重视,并且有一个 改变的 EMCS 和 mito-Ca2+ 在神经退行性疾病发病机制中的新作用。无论 EMCS 及其在线粒体 Ca2+ 稳态中的作用在主要神经精神疾病(如 FXS)中不受影响 已知。该提案的目标是测试中心假设,即 FMRP 在 EMCS 上物理作用以指导 细胞器之间的 Ca2+ 信号传导以及该过程中的缺陷导致了 FXS 的病因学。为了测试这个 假设,我们建议在这个探索性项目中实现以下具体目标: 目标 1. 检查缺陷 果蝇 dFmr1 模型和 FXS 患者衍生模型中的 EMCS 形成。目标 2. 测试 EMCS 蛋白在介导 FMRP 功能中指导线粒体 Ca2+ 稳态的生理作用。经过 为 EMCS 和 mito-Ca2+ 参与介导细胞器 FMRP 功能提供证据, 突触和有机体水平,这些研究将为未来的机制研究奠定基础 FMRP 在大脑功能、认知、正常突触和神经元过程中的调节和功能 情绪和社会行为。这项研究的结果有望显着增进我们对 线粒体和 Ca2+ 信号传导在 FXS 和各种相关精神障碍中的基本作用并提供 新颖而合理的策略为患有这些毁灭性精神疾病的患者提供医疗保健。

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 }}

Bingwei Lu其他文献

Bingwei Lu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('Bingwei Lu', 18)}}的其他基金

Reverse electron transport and tauopathy
反向电子传递和tau蛋白病
  • 批准号:
    10740115
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
A Novel Role of Fragile-X Mental Retardation Protein in Mitochondrial Calcium Homeostasis
Fragile-X 智力迟钝蛋白在线粒体钙稳态中的新作用
  • 批准号:
    10612482
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
Interplay between amyloid precursor protein metabolism and ER-mitochondria contact
淀粉样蛋白前体蛋白代谢与内质网线粒体接触之间的相互作用
  • 批准号:
    10301076
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
Interplay between amyloid precursor protein metabolism and ER-mitochondria contact
淀粉样蛋白前体蛋白代谢与内质网线粒体接触之间的相互作用
  • 批准号:
    10470218
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
Understanding SHRF, an RNA exosome-linked disease with multi-organ involvement
了解 SHRF,一种与 RNA 外泌体相关的多器官受累疾病
  • 批准号:
    10305689
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
Mitochondrial inner membrane architecture in skeletal muscle pathophysiology
骨骼肌病理生理学中的线粒体内膜结构
  • 批准号:
    10317296
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
Mitochondrial inner membrane architecture in skeletal muscle pathophysiology
骨骼肌病理生理学中的线粒体内膜结构
  • 批准号:
    10441283
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
Mitochondrial inner membrane architecture in skeletal muscle pathophysiology
骨骼肌病理生理学中的线粒体内膜结构
  • 批准号:
    9979767
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
Mitochondrial inner membrane architecture in skeletal muscle pathophysiology
骨骼肌病理生理学中的线粒体内膜结构
  • 批准号:
    10657388
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
Mitochondrial inner membrane architecture in skeletal muscle pathophysiology
骨骼肌病理生理学中的线粒体内膜结构
  • 批准号:
    10208725
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:

相似国自然基金

Epac1/2通过蛋白酶体调控中性粒细胞NETosis和Apoptosis在急性肺损伤中的作用研究
  • 批准号:
    LBY21H010001
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于Apoptosis/Ferroptosis双重激活效应的天然产物AlbiziabiosideA的抗肿瘤作用机制研究及其结构改造
  • 批准号:
    81703335
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
双肝移植后Apoptosis和pyroptosis在移植物萎缩差异中的作用和供受者免疫微环境变化研究
  • 批准号:
    81670594
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Serp-2 调控apoptosis和pyroptosis 对肝脏缺血再灌注损伤的保护作用研究
  • 批准号:
    81470791
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    73.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Apoptosis signal-regulating kinase 1是七氟烷抑制小胶质细胞活化的关键分子靶点?
  • 批准号:
    81301123
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
APO-miR(multi-targeting apoptosis-regulatory miRNA)在前列腺癌中的表达和作用
  • 批准号:
    81101529
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
放疗与细胞程序性死亡(APOPTOSIS)相关性及其应用研究
  • 批准号:
    39500043
  • 批准年份:
    1995
  • 资助金额:
    9.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Milk fat globule-EGF factor 8 and hepatocyte apoptosis-induced liver wound healing response
乳脂肪球-EGF因子8与肝细胞凋亡诱导的肝脏创面愈合反应
  • 批准号:
    10585802
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
Development of an apoptosis biosensor for monitoring of breast cancer
开发用于监测乳腺癌的细胞凋亡生物传感器
  • 批准号:
    10719415
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
Interrogating the Fgl2-FcγRIIB axis on CD8+ T cells: A novel mechanism mediating apoptosis of tumor-specific memory CD8+ T cells
询问 CD8 T 细胞上的 Fgl2-FcγRIIB 轴:介导肿瘤特异性记忆 CD8 T 细胞凋亡的新机制
  • 批准号:
    10605856
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
Novel targeted therapy for FGFR inhibitor-resistant urothelial cancer and apoptosis based therapy for urothelial cancer
FGFR抑制剂耐药性尿路上皮癌的新型靶向治疗和基于细胞凋亡的尿路上皮癌治疗
  • 批准号:
    23K08773
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Mechanistic analysis of apoptosis induction by HDAC inhibitors in head and neck cancer
HDAC抑制剂诱导头颈癌凋亡的机制分析
  • 批准号:
    23K15866
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Interrogating the Fgl2-FcgRIIB axis: A novel mechanism mediating apoptosis of tumor-specific memory CD8+ T cells
探究 Fgl2-FcgRIIB 轴:介导肿瘤特异性记忆 CD8 T 细胞凋亡的新机制
  • 批准号:
    10743485
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
Investigating the role of apoptosis-resistance and the tumor environment on development and maintenance of sacrococcygeal teratomas
研究细胞凋亡抗性和肿瘤环境对骶尾部畸胎瘤发生和维持的作用
  • 批准号:
    10749797
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
The effects of glucose on immune cell apoptosis and mitochondrial membrane potential and the analysis of its mechanism by which glucose might modulate the immune functions.
葡萄糖对免疫细胞凋亡和线粒体膜电位的影响及其调节免疫功能的机制分析。
  • 批准号:
    22K09076
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
XAF1 IN P53 SIGNALING, APOPTOSIS AND TUMOR SUPPRESSION
P53 信号传导、细胞凋亡和肿瘤抑制中的 XAF1
  • 批准号:
    10583516
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
Role of Thioredoxin system in regulation of autophagy-apoptosis cross talk in neurons: Uncovering Novel Molecular Interactions.
硫氧还蛋白系统在神经元自噬-凋亡串扰调节中的作用:揭示新的分子相互作用。
  • 批准号:
    RGPIN-2019-05371
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 23.61万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了