The impact of Tsc-mTOR signaling on basal ganglia function
Tsc-mTOR信号对基底神经节功能的影响
基本信息
- 批准号:9915987
- 负责人:
- 金额:$ 32.27万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-04-15 至 2023-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AffectBasal GangliaBehaviorBehavioralBiological AssayBrainBrain regionCaregiversCell physiologyCellsCognitiveComplexCorpus striatum structureDataDevelopmentDiseaseDopamineElectrophysiology (science)EpilepsyFRAP1 geneFire - disastersGenesGeneticHabitsHigh PrevalenceImpaired cognitionInterventionKnockout MiceKnowledgeLearningLifestyle-related conditionMental disordersMidbrain structureMotorMusMutationNeurobiologyNeurodevelopmental DisorderNeurologicNeuromodulatorNeuronsOutcomeOutputPathway interactionsPatientsPatternPharmacologyPhenotypePhysiologyPopulationPrevalenceProcessProteinsResearchReversal LearningRoleSignal TransductionSliceSynapsesSynaptic TransmissionSynaptic plasticitySyndromeTSC1 geneTSC1/2 geneTSC2 geneTestingTherapeuticTuberous sclerosis protein complexUp-Regulationautism spectrum disorderbasebrain cellcell growthcell typedopaminergic neuronexperimental studyflexibilityhabit learningimprovedloss of function mutationmotor learningmouse modelnervous system disorderneuropsychiatrynovel therapeutic interventionpreventrepetitive behaviorsynaptic functiontransmission process
项目摘要
PROJECT SUMMARY
Tuberous Sclerosis Complex is a neurodevelopmental disorder caused by mutations in the
TSC1 or 2 genes that encode negative regulators of mTOR complex 1 signaling. TSC is associated
with a high prevalence of autism spectrum disorder (ASD) and other neuropsychiatric conditions, which
are debilitating for patients and caregivers. Despite their prevalence in TSC, relatively little is known
about the neurobiology of these manifestations including the cell types responsible. We propose that a
core aspect of ASD, repetitive, inflexible patterns of behavior, is caused by synaptic changes in the
basal ganglia, a brain region responsible for the selection and learning of appropriate actions. Here we
will investigate this in the context of TSC by determining how mutations in Tsc1 affect the cellular
physiology and behavioral output of neurons comprising key basal ganglia circuits. To isolate specific
cell types, we will use genetic mouse models in which Tsc1 is selectively deleted from defined cell
populations. The experiments in Aim 1 will determine how Tsc1 loss affects synaptic transmission and
plasticity in the two classes of striatal projection neurons that initiate the primary output pathways of the
basal ganglia. We will test the idea that increased cortical synaptic drive of direct pathway striatal
neurons leads to altered learning and increased propensity for motor habit formation. Striatal activity is
dynamically regulated by dopamine signaling, which exerts powerful control over behavior. In Aim 2, we
will determine how selective deletion of Tsc1 from dopamine neurons affect their physiology and output.
We will test the hypothesis that loss of Tsc1 causes hypofunctional striatal dopamine signaling leading
to impaired cognitive flexibility in reversal learning tasks. This strategy represents a key step towards
dissecting the cellular and circuit basis of TSC, and may ultimately inform new therapeutic strategies for
this and related ASDs.
项目摘要
结节性硬化症复合物是由突变引起的神经发育障碍
编码MTOR复合物1信号传导的负调节子的TSC1或2个基因。 TSC是关联的
自闭症谱系障碍(ASD)和其他神经精神疾病的患病率很高
对患者和看护人感到虚弱。尽管它们在TSC中的盛行,但知之甚少
关于这些表现形式的神经生物学,包括负责的细胞类型。我们建议
ASD的核心方面,重复性,不灵活的行为模式是由突触变化引起的
基底神经节,一个大脑区域,负责选择和学习适当的行动。我们在这里
通过确定TSC1中的突变如何影响细胞,将在TSC的背景下进行研究
包括关键基底神经节电路的神经元的生理和行为输出。要孤立特定
细胞类型,我们将使用遗传鼠标模型,其中TSC1从定义的单元格中选择性删除
人群。 AIM 1中的实验将决定TSC1损失如何影响突触传播和
启动主要输出途径的两类纹状体投影神经元中的可塑性
基底神经节。我们将测试以下想法,即增加直接途径的皮质突触驱动器
神经元导致学习习惯形成的学习改变和增加的倾向。纹状体活性是
由多巴胺信号动态调节,该信号传导对行为产生强大的控制。在AIM 2中,我们
将确定多巴胺神经元中TSC1的选择性缺失如何影响其生理和输出。
我们将测试以下假设,即TSC1的丢失会导致低功能纹状体多巴胺信号引导
在逆转学习任务中的认知灵活性受损。该策略是迈向的关键一步
剖析TSC的细胞和电路基础,并最终可能为新的治疗策略提供信息
这个和相关的ASD。
项目成果
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专著数量(0)
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