Mitochondrial mechanisms and vulnerability to alpha-synuclein toxicity

线粒体机制和α-突触核蛋白毒性的脆弱性

基本信息

  • 批准号:
    9385532
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 21.63万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-07-01 至 2019-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Acquired (somatic) mitochondrial DNA (mtDNA) mutations accumulate with age and reach high levels in dopaminergic neurons at early pathological stages in Parkinson's disease (PD). POLG “mutator” mice have an accelerated accumulation of somatic mtDNA mutations and develop a premature aging phenotype at levels of mutations comparable to levels found in neurons in PD patients, demonstrating that somatic mtDNA mutations can be functionally significant. Furthermore, some patients with POLG mutations develop parkinsonism associated with α-synuclein (αSyn) pathology and loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra (SN). Based on these and other data, we hypothesize a “two-hit” hypothesis whereby somatic mtDNA mutations contribute to mitochondrial dysfunction, and thereby exacerbate vulnerability to αSyn. This may help to explain the dramatic rise with age in the incidence of PD. The overall goal of this proposal is to assess the relationship between somatic mtDNA mutations and vulnerability to αSyn toxicity. We will do this using 2 strategies. First, we we will assess the impact of increased levels of somatic mtDNA mutations on αSyn toxicity by assessing heterozygous and homozygous POLG mutator mice that overexpress double-mutant (A30P and A53T) αSyn in dopaminergic neurons. Double-mutant αSyn mice (dMutαSyn) develop a slowly progressive phenotype including striatal dopamine deficiency with behavioral deficits and loss of dopaminergic SN neurons. We predict earlier and more severe behavioral deficits, mitochondrial dysfunction, impaired mitophagy, more severe loss of striatal dopamine and dopaminergic terminals, and increased SN dopaminergic neuronal loss compared to αSyn overexpression in the SN of WT mice. Second, we will perform stereotaxic SN injections of AAV-αSyn (wild-type or A53T) or a control vector (GFP-degron) in wild-type and heterozygous and homozygous POLG mutator mice. We again predict that somatic mtDNA mutations will exacerbate the phenotype associated with increased αSyn expression, including the progressive death of neurons normally seen following AAV-αSyn injections, resulting in earlier and more severe deficits. These studies may yield the first experimental evidence that somatic mtDNA mutations, at levels relevant to early stages in PD, influence vulnerability to αSyn toxicity, a result that may in part explain the dramatic rise in the incidence of PD with age. These studies also will have characterized a novel mouse model of dopaminergic neuronal degeneration that combines two mechanisms of pathophysiological relevance to PD.
获得性(体细胞)线粒体DNA(mtDNA)突变随着年龄的增长而积累,并在 帕金森病(PD)早期病理阶段的多巴胺能神经元。POLG“mutator”小鼠具有一种 加速体细胞线粒体DNA突变的积累,并在 突变与PD患者神经元中发现的水平相当,表明体细胞mtDNA突变 可能在功能上很重要。此外,一些具有POLG突变的患者发展为帕金森综合征。 与α-突触核蛋白(αSyn)病理学和黑质(SN)多巴胺能神经元丢失相关。 基于这些和其他数据,我们假设一个“两击”假说,即体细胞mtDNA突变 导致线粒体功能障碍,从而加剧对αSyn的脆弱性。这可能有助于解释 帕金森病发病率随年龄的急剧上升。本提案的总体目标是评估 体细胞mtDNA突变与α-Syn毒性之间的关系。我们将使用两种策略。第一、 我们将评估体细胞mtDNA突变水平增加对αSyn毒性的影响, 杂合和纯合POLG突变小鼠,过表达双突变体(A30 P和A53 T)αSyn, 多巴胺能神经元双突变αSyn小鼠(dMutαSyn)形成缓慢进展表型 包括伴有行为缺陷和多巴胺能SN神经元损失的纹状体多巴胺缺乏。我们 预测更早和更严重的行为缺陷,线粒体功能障碍,线粒体自噬受损, 纹状体多巴胺和多巴胺能末梢严重丢失,SN多巴胺能神经元丢失增加 与WT小鼠SN中αSyn过表达相比。第二,我们将进行立体定位SN注射, AAV-αSyn(野生型或A53 T)或野生型和杂合型的对照载体(GFP-降解决定子), 纯合子POLG突变小鼠。我们再次预测,体细胞mtDNA突变将加剧 与αSyn表达增加相关的表型,包括神经元正常进行性死亡 在AAV-αSyn注射后观察到,导致更早和更严重的缺陷。这些研究可能会产生 第一个实验证据表明,体细胞mtDNA突变,在相关的水平在早期阶段的PD,影响 易受αSyn毒性的影响,这一结果可能部分解释了PD发病率随年龄增长而急剧上升的原因。 这些研究还将表征多巴胺能神经元变性的新小鼠模型, 结合了与PD相关的两种病理生理学机制。

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 }}

DAVID K. SIMON其他文献

DAVID K. SIMON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('DAVID K. SIMON', 18)}}的其他基金

USP30 Inhibition as a Therapeutic Strategy in Parkinson's Disease
USP30 抑制作为帕金森病的治疗策略
  • 批准号:
    10809860
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
PGC-1alpha and Pitx3 as individual and combined targets for neuroprotection
PGC-1alpha 和 Pitx3 作为神经保护的单独和组合靶标
  • 批准号:
    9256551
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
PGC-1alpha and Pitx3 as individual and combined targets for neuroprotection
PGC-1alpha 和 Pitx3 作为神经保护的单独和组合靶标
  • 批准号:
    8828821
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
PGC-1alpha and Pitx3 as individual and combined targets for neuroprotection
PGC-1alpha 和 Pitx3 作为神经保护的单独和组合靶标
  • 批准号:
    8710863
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
PGC-1alpha and Pitx3 as individual and combined targets for neuroprotection
PGC-1alpha 和 Pitx3 作为神经保护的单独和组合靶标
  • 批准号:
    9049558
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
Mechanisms of Protection in the Brain by Physical Exercise in Polg Mutator Mice
Polg 突变小鼠体育锻炼的大脑保护机制
  • 批准号:
    8453923
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
Mechanisms of Protection in the Brain by Physical Exercise in Polg Mutator Mice
Polg 突变小鼠体育锻炼的大脑保护机制
  • 批准号:
    8550835
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
Mitophagy-driven selection against heteroplasmic mitochondrial DNA mutations
线粒体自噬驱动的针对异质线粒体 DNA 突变的选择
  • 批准号:
    8323862
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
Mitophagy-driven selection against heteroplasmic mitochondrial DNA mutations
线粒体自噬驱动的针对异质线粒体 DNA 突变的选择
  • 批准号:
    8258212
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
Impact of Somatic Mitochondrial DNA Point Mutations in the Aging Brain
体细胞线粒体 DNA 点突变对大脑衰老的影响
  • 批准号:
    8118522
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:

相似国自然基金

靶向递送一氧化碳调控AGE-RAGE级联反应促进糖尿病创面愈合研究
  • 批准号:
    JCZRQN202500010
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
对香豆酸抑制AGE-RAGE-Ang-1通路改善海马血管生成障碍发挥抗阿尔兹海默病作用
  • 批准号:
    2025JJ70209
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
AGE-RAGE通路调控慢性胰腺炎纤维化进程的作用及分子机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
甜茶抑制AGE-RAGE通路增强突触可塑性改善小鼠抑郁样行为
  • 批准号:
    2023JJ50274
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
蒙药额尔敦-乌日勒基础方调控AGE-RAGE信号通路改善术后认知功能障碍研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    33 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
LncRNA GAS5在2型糖尿病动脉粥样硬化中对AGE-RAGE 信号通路上相关基因的调控作用及机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
围绕GLP1-Arginine-AGE/RAGE轴构建探针组学方法探索大柴胡汤异病同治的效应机制
  • 批准号:
    81973577
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    55.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
AGE/RAGE通路microRNA编码基因多态性与2型糖尿病并发冠心病的关联研究
  • 批准号:
    81602908
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高血糖激活滑膜AGE-RAGE-PKC轴致骨关节炎易感的机制研究
  • 批准号:
    81501928
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Effects of age and lesion location on motor, behavioral and cognitive outcomes in pediatric posterior fossa tumors
年龄和病变位置对儿童后颅窝肿瘤运动、行为和认知结果的影响
  • 批准号:
    10438985
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
Age-related changes in multi-behavioral reactive balance control
多行为反应平衡控制的年龄相关变化
  • 批准号:
    10201894
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
Targeting Behavioral Adjustment and Healthy Lifestyle in Preschool-Age Children Using an Integrated Family-Based Intervention
使用基于家庭的综合干预措施针对学龄前儿童的行为调整和健康生活方式
  • 批准号:
    10361411
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
Prevention of behavioral abnormarities due to neurodevelopmental disorders and child abuse, continuing from birth to school age
预防从出生到学龄期间神经发育障碍和儿童虐待造成的行为异常
  • 批准号:
    18K10470
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Association between PFASs and behavioral inhibition of school-age children
PFAS 与学龄儿童行为抑制之间的关联
  • 批准号:
    17K15818
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
AOD Use Trajectories from Age 10 to 24: Multi-level Predictors, Health and Behavioral Functioning, and Racial/ethnic Disparities
10 至 24 岁的 AOD 使用轨迹:多级预测因素、健康和行为功能以及种族/民族差异
  • 批准号:
    10207332
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
AOD Use Trajectories from Age 10 to 24: Multi-level Predictors, Health, and Behavioral Functioning, and Racial/ethnic Disparities
10 至 24 岁的 AOD 使用轨迹:多级预测因素、健康和行为功能以及种族/民族差异
  • 批准号:
    10088639
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
Behavioral and Neural Outcomes of a New Executive Function Treatment for Transition-Age Youth with ASD
新的执行功能治疗对患有自闭症谱系障碍的过渡年龄青少年的行为和神经结果
  • 批准号:
    9164397
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
Behavioral and Neural Outcomes of a New Executive Function Treatment for Transition-Age Youth with ASD
新的执行功能治疗对患有自闭症谱系障碍的过渡年龄青少年的行为和神经结果
  • 批准号:
    9313935
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
The Preterm Infant Microbiome: Biological, Behavioral and Health Outcomes at 2 and 4 years of Age
早产儿微生物组:2 岁和 4 岁时的生物学、行为和健康结果
  • 批准号:
    8857645
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 21.63万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了