Understanding CNS Excitatory / Inhibitory Balance and the Sexually Dimorphic Role of System xc-

了解 CNS 兴奋/抑制平衡和系统 xc- 的性别二态作用

基本信息

  • 批准号:
    10187769
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 6.78万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-06-01 至 2022-11-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A healthy brain requires excitatory/inhibitory (E/I) balance and alterations in E/I balance contribute to the pathobiology of neurological and neurodevelopmental disorders and disease (i.e. stroke, epilepsy and autism). A deeper understanding of the cellular and molecular mechanisms regulating physiological E/I balance is needed to improve current clinical strategies for managing E/I perturbations. Recent evidence from our lab demonstrates that the heterodimeric plasma membrane amino acid cystine/glutamate antiporter, System xc- (Sxc-), contributes to the maintenance of neuronal E/I balance in vivo. Specifically, we find that both male and female Sxc- null mice (SLC7a11sut/sut) demonstrate a behavioral hyperexcitable phenotype upon acute systemic administration of the chemoconvulsant kainate, as compared to their wild-type littermates. This sex-independent hyperexcitable phenotype is accompanied by sex-dependent morphological changes that have been previously associated with increased network excitability. These observations led to the intriguing hypothesis, to be fully explored in Aim1, that the morphological sex differences found in naïve SLC7a11sut/sut mice underlie the sex-independent hyperexcitability, ultimately leading to cognitive behavioral impairment. In contrast, more prolonged administration of kainate (a subacute paradigm used to induce status epilepticus) results in behavioral hypoexcitability in both male and female SLC7a11sut/sut mice, the opposite from what occurs in sex-matched SLC7a11+/+ (wildtype) mice. Thus, Aim 2 investigates whether, after prolonged excitation, sex-independent downscaling of excitatory postsynaptic receptors occurs in neurons of SLC7a11sut/sut mice. In-house breeding of heterozygous mice allows both male and female SLC7a11sut/sut and SLC7a11+/+ littermates to be used in each aim. In both aims, changes in excitability will be detected by in vivo EEG recording, to measure changes in polysynaptic electrical brain activity, and in vitro electrophysiology, to identify the associated synaptic changes underlying the hyperexcitable phenotype in naïve SLC7a11sut/sut mice (Aim 1), and the hypoexcitable phenotype at completion of the KA-paradigm (Aim 2). Successful completion of these aims will provide important mechanistic information concerning the sexually dimorphic role of Sxc- in E/I balance and imbalance. The fellowship training plan includes rigorous technical (electrophysiology, EEG radiotelemetry, behavioral testing) and professional training (oral/written communication, statistical analysis, research design, mentorship) in the sponsor and co-sponsor’s research labs at Syracuse University and SUNY Upstate Medical University, respectively, that adheres to the policies and procedures laid down by the NINDS Rigor report. The rich, collaborative neuroscience research environment at SU proper and between the two universities will provide the candidate with varied research training and resources, and essential professional development opportunities needed for successful transition to an academic research career.
一个健康的大脑需要兴奋性/抑制性(E/I)平衡,E/I平衡的改变有助于神经和神经发育障碍和疾病(如中风、癫痫和自闭症)的病理生物学。需要对调节生理E/I平衡的细胞和分子机制有更深入的了解,以改进目前临床上处理E/I扰动的策略。我们实验室的最新证据表明,质膜异源二聚体氨基酸半胱氨酸/谷氨酸逆向转运蛋白系统XC-(SXC-)有助于维持体内神经元的E/I平衡。具体地说,我们发现,与野生型小鼠相比,雄性和雌性SXC基因缺失小鼠(SLC7a11sut/sut)在急性全身注射化学惊厥剂海人藻酸盐时都表现出行为过度兴奋的表型。这种性别无关的超兴奋表型伴随着性别相关的形态变化,这些变化以前曾被认为与网络兴奋性的增加有关。这些观察结果导致了一个有趣的假设,将在Aim1中进行充分探索,即在幼稚的SLC7a11sut/sut小鼠中发现的形态性别差异是性别无关的过度兴奋的基础,最终导致认知行为障碍。相反,长期服用红藻氨酸(一种用于诱发癫痫持续状态的亚急性范例)会导致雄性和雌性SLC7a11sut/sut小鼠的行为兴奋性低下,与性别匹配的SLC7a11+/+(野生型)小鼠的情况相反。因此,目的2研究在长时间刺激后,SLC7a11sut/sut小鼠的神经元中是否发生非性别的兴奋性突触后受体的下调。杂合子小鼠的室内繁殖允许雄性和雌性SLC7a11sut/sut和SLC7a11+/+窝产仔用于每个目的。在这两个目标中,将通过体内脑电记录来检测兴奋性的变化,以测量多突触脑电活动的变化,并在体外进行电生理学,以确定在幼稚的SLC7a11sut/Sut小鼠(目标1)中存在的高兴奋性表型背后的相关突触变化,以及在KA范式完成时的低兴奋性表型(目标2)。这些目标的成功完成将提供关于SXC-在E/I平衡和失衡中的性二型性作用的重要机制信息。奖学金培训计划包括严格的技术培训(电生理学、脑电无线电遥测、行为测试)和专业培训(口头/书面交流、统计分析、研究设计、指导),分别在赞助商和联合赞助商位于锡拉丘兹大学和纽约州立大学北部医科大学的研究实验室进行,遵守NINDS Rigor报告制定的政策和程序。苏州理工大学和两所大学之间丰富、协作的神经科学研究环境将为候选人提供各种研究培训和资源,以及成功过渡到学术研究生涯所需的基本专业发展机会。

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 }}

Carla Frare其他文献

Carla Frare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('Carla Frare', 18)}}的其他基金

Understanding CNS Excitatory / Inhibitory Balance and the Sexually Dimorphic Role of System xc-
了解 CNS 兴奋/抑制平衡和系统 xc- 的性别二态作用
  • 批准号:
    10405452
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 6.78万
  • 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:
  • 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

Collaborative Research: Resolving the LGM ventilation age conundrum: New radiocarbon records from high sedimentation rate sites in the deep western Pacific
合作研究:解决LGM通风年龄难题:西太平洋深部高沉降率地点的新放射性碳记录
  • 批准号:
    2341426
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 6.78万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Resolving the LGM ventilation age conundrum: New radiocarbon records from high sedimentation rate sites in the deep western Pacific
合作研究:解决LGM通风年龄难题:西太平洋深部高沉降率地点的新放射性碳记录
  • 批准号:
    2341424
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 6.78万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
PROTEMO: Emotional Dynamics Of Protective Policies In An Age Of Insecurity
PROTEMO:不安全时代保护政​​策的情绪动态
  • 批准号:
    10108433
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 6.78万
  • 项目类别:
    EU-Funded
The role of dietary and blood proteins in the prevention and development of major age-related diseases
膳食和血液蛋白在预防和发展主要与年龄相关的疾病中的作用
  • 批准号:
    MR/X032809/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 6.78万
  • 项目类别:
    Fellowship
Atomic Anxiety in the New Nuclear Age: How Can Arms Control and Disarmament Reduce the Risk of Nuclear War?
新核时代的原子焦虑:军控与裁军如何降低核战争风险?
  • 批准号:
    MR/X034690/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 6.78万
  • 项目类别:
    Fellowship
Walkability and health-related quality of life in Age-Friendly Cities (AFCs) across Japan and the Asia-Pacific
日本和亚太地区老年友好城市 (AFC) 的步行适宜性和与健康相关的生活质量
  • 批准号:
    24K13490
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 6.78万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Discovering the (R)Evolution of EurAsian Steppe Metallurgy: Social and environmental impact of the Bronze Age steppes metal-driven economy
发现欧亚草原冶金的(R)演变:青铜时代草原金属驱动型经济的社会和环境影响
  • 批准号:
    EP/Z00022X/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 6.78万
  • 项目类别:
    Research Grant
ICF: Neutrophils and cellular senescence: A vicious circle promoting age-related disease.
ICF:中性粒细胞和细胞衰老:促进与年龄相关疾病的恶性循环。
  • 批准号:
    MR/Y003365/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 6.78万
  • 项目类别:
    Research Grant
Doctoral Dissertation Research: Effects of age of acquisition in emerging sign languages
博士论文研究:新兴手语习得年龄的影响
  • 批准号:
    2335955
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 6.78万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Shaping Competition in the Digital Age (SCiDA) - Principles, tools and institutions of digital regulation in the UK, Germany and the EU
塑造数字时代的竞争 (SCiDA) - 英国、德国和欧盟的数字监管原则、工具和机构
  • 批准号:
    AH/Y007549/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 6.78万
  • 项目类别:
    Research Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了