Chloride channel-dependent mechanisms of opiate and HIV-induced synaptodendritic injury

阿片类药物和 HIV 诱导的突触树突损伤的氯离子通道依赖性机制

基本信息

  • 批准号:
    10548312
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 19.41万
  • 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:
    2022-09-15 至 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Opioid use disorder (OUD) in people infected with HIV-1 (PWH) exacerbates the pathobiology of neuroHIV and HIV-associated neurocognitive disorder (HAND) via complex mechanisms involving direct peripheral (e.g., immune suppression) and CNS (e.g., neuroinflammation, blood-brain barrier damage, and neuronal injury) effects. Although glutamatergic excitotoxicity remains the major driving force in HIV-dependent neuronal injury, emerging evidence from our lab indicates that the loss of inhibitory GABAergic control and [Cl−]i homeostasis not only contributes to a loss of inhibition, but also increases the excitatory/neurotoxic effects of glutamate at NMDA and AMPA receptors. This proposal directly tests the assumption that [Cl−]i-dependent net losses of neuronal inhibition will increase excitation and promote excitotoxic. In mature neurons, intracellular Cl− concentration ([Cl−]i) is dynamically regulated by membrane ion channels (GABAA and glycine receptors) and Cl− channels and transporters. By controlling [Cl−]i, these channels and transporters regulate the Cl− equilibrium potential (ECl) and neuronal inhibition and we have already shown the KCC2 loss-of-function in OUD/neuroHIV models leads to [Cl−]i increases, elevated ECl, and excitotoxicity. We discovered a previously unidentified a ClC-1-like voltage-dependent Cl− channel that differentially regulates the excitability of dopamine receptor D1- and D2- expressing (D1 and D2, respectively) striatal medium spiny neurons (MSNs) and is disrupted by opioids and HIV Tat. We hypothesize that opioids and HIV-1 disrupt [Cl−]i, homeostasis via a voltage-gated ClC Cl− channel resulting in synaptodendritic injury. This hypothesis will be tested in the following specific aims and if confirmed will be a conceptual shift in our understanding of how opioids and HIV contribute to excitotoxicity. Aim 1 will identify the mechanisms by which opioids and HIV dysregulate voltage- dependent ClC-1 channels and Cl− homeostasis in vitro. Our preliminary findings suggest that ClC-1 significantly affects voltage-dependent Cl− currents in D1 and D2 MSNs. The extent to which ClC-1 mediates the HIV and opioid-induced pathology will be explored using gain-of-function, loss-of-function strategies, and confirmed in vitro and in vivo/ex vivo using electrophysiologic, pharmacologic, and genetic approaches at the cell and molecular levels. Aim 2. Establish to what extent ClC-1 modulation contributes to the synaptodendritic injury caused by opioids and HIV-induced dysregulation of Cl− homeostasis. We predict that the dysregulation of [Cl−]i homeostasis amplifies synaptodendritic injury in MSNs in OUD/neuroHIV models. Since ClC-1 can be a novel source of activity-dependent Cl− entry, we also predict that opioids and HIV Tat cause neuronal injury via a complex mechanism involving ClC-1 modulation and, thus, synaptic disinhibition. This project will test whether opioids and HIV dysregulate [Cl−]i homeostasis and cause neuronal injury via ClC-1. If ClC-1 is confirmed to be that target, as preliminary evidence indicates, this will be a conceptual shift in our understanding of how opioids and HIV contribute to excitotoxicity.
感染HIV-1(PWH)的人的阿片类药物使用障碍(OUD)加剧了神经hiv的病理学和 通过涉及直接外围的复杂机制与HIV相关的神经认知障碍(手)(例如, 免疫抑制)和中枢神经系统(例如,神经炎症,血脑屏障损伤和神经元损伤) 尽管谷氨酸能兴奋性仍然是HIV依赖性神经元损伤的主要驱动力,但 来自我们实验室的新兴证据表明抑制性GABA能控制和[Cl-] I稳态的丧失 不仅有助于抑制丧失,而且还增加了谷氨酸的兴奋/神经毒性作用 NMDA和AMPA接收器。该建议直接测试了[Cl-] i依赖性的净损失的假设 神经元抑制作用会增加兴奋并促进兴奋性毒性。在成熟的神经元中,细胞内CL- 浓度([Cl-] i)受膜离子通道(GABAA和甘氨酸受体)和 Cl-通道和转运蛋白。通过控制[Cl-] I,这些通道和转运蛋白调节Cl- 平衡电位(ECL)和神经元抑制作用,我们已经显示了KCC2功能丧失 OUD/NEUROHIV模型导致[Cl-] I增加,ECL升高和兴奋性毒性。我们发现了一个以前的 身份不明的Clc-1样电压依赖性Cl-通道,对多巴胺的刺激性不同 受体D1和D2-表达(D1和D2)纹状体培养基神经元(MSN),IS 被杀菌和HIV TAT破坏。我们假设Opioids和HIV-1破坏[Cl-] I,稳态通过 电压门控的CLC CL-通道导致突触don损伤。该假设将在 遵循特定目标,如果确认将是我们对阿片类药物和艾滋病毒的理解的概念转变 有助于兴奋性。 AIM 1将确定阿片类药物和HIV失调的机制 - 电压 - 体外依赖性CLC-1通道和Cl-稳态。我们的初步发现表明CLC-1 显着影响D1和D2 MSN中电压依赖性的cl液。 CLC-1培养基的程度 艾滋病毒和阿片类药物诱导的病理将使用功能障碍,功能丧失策略和 使用电生理,药理和遗传方法在体外和体内确认 细胞和分子水平。目标2。确定CLC-1调制在多大程度上有助于突触 阿片类药物和HIV诱导的CL Homeostasis失调引起的损伤。我们预测失调 OUD/NEUROHIV模型中MSN中的[Cl-] I稳态放大器突触损伤。因为Clc-1可以是 活性依赖性Cl-进入的新型来源,我们还预测阿片类药物和HIV TAT通过 涉及CLC-1调制的复杂机制,因此是突触抑制作用。这个项目将测试 阿片类药物和HIV失调[CL-] I稳态不体,并通过CLC-1引起神经元损伤。如果Clc-1是 正如初步证据所表明的那样,确认目标是我们的概念转变 了解阿片类药物和艾滋病毒如何促进兴奋性。

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 }}

Kurt F Hauser其他文献

Kurt F Hauser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('Kurt F Hauser', 18)}}的其他基金

Chloride channel-dependent mechanisms of opiate and HIV-induced synaptodendritic injury
阿片类药物和 HIV 诱导的突触树突损伤的氯离子通道依赖性机制
  • 批准号:
    10704734
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 19.41万
  • 项目类别:
Innovative therapeutic approaches to address excitotoxic CNS/neuronal damage in opioid-neuroHIV comorbidity
解决阿片类药物-神经艾滋病毒合并症中的兴奋性中枢神经系统/神经元损伤的创新治疗方法
  • 批准号:
    10573827
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 19.41万
  • 项目类别:
Innovative therapeutic approaches to address excitotoxic CNS/neuronal damage in opioid-neuroHIV comorbidity
解决阿片类药物-神经艾滋病毒合并症中的兴奋性中枢神经系统/神经元损伤的创新治疗方法
  • 批准号:
    10684110
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 19.41万
  • 项目类别:
Selective vulnerability of discrete neural circuits in the striatum to HIV-opiate comorbidity
纹状体中离散神经回路对艾滋病毒-阿片类共病的选择性脆弱性
  • 批准号:
    10317037
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 19.41万
  • 项目类别:
HIV opiate interactions in white matter pathology
HIV阿片类药物在白质病理学中的相互作用
  • 批准号:
    9419501
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 19.41万
  • 项目类别:
HIV opiate interactions in white matter pathology
HIV阿片类药物在白质病理学中的相互作用
  • 批准号:
    10189540
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 19.41万
  • 项目类别:
Bivalent Ligands as Chemical Probes to Study Opioid Abuse-enhanced HIV Infection
二价配体作为化学探针研究阿片类药物滥用增强的 HIV 感染
  • 批准号:
    9924466
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 19.41万
  • 项目类别:
S1P Receptor Mechanisms in Neuropathic Pain
神经性疼痛中的 S1P 受体机制
  • 批准号:
    9750825
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 19.41万
  • 项目类别:
S1P Receptor Mechanisms in Neuropathic Pain
神经性疼痛中的 S1P 受体机制
  • 批准号:
    9775762
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 19.41万
  • 项目类别:
Chemical Probes on NeuroAIDS
神经艾滋病化学探针
  • 批准号:
    8789943
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 19.41万
  • 项目类别:

相似国自然基金

SGO2/MAD2互作调控肝祖细胞的细胞周期再进入影响急性肝衰竭肝再生的机制研究
  • 批准号:
    82300697
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
SSRP1/Sp-1转录调控的MFGE8通过SIRT6影响铁死亡在脓毒症急性肾损伤中的机制研究
  • 批准号:
    82302418
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
人群mtDNA空间异质性对急性高原反应发病的影响机制研究
  • 批准号:
    42377466
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
蜗牛粘液糖胺聚糖影响中性粒细胞粘附和迁移在治疗急性呼吸窘迫综合征中的作用研究
  • 批准号:
    82360025
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
高甘油三酯通过TLR4/caspase-8影响急性胰腺炎CD4+T细胞程序性死亡的机制研究
  • 批准号:
    82360135
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似海外基金

Functional, structural, and computational consequences of NMDA receptor ablation at medial prefrontal cortex synapses
内侧前额皮质突触 NMDA 受体消融的功能、结构和计算后果
  • 批准号:
    10677047
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.41万
  • 项目类别:
RECIPROCAL FEEDBACK MECHANISMS OF GLIOBLASTOMA AND NEURONAL NETWORK HYPEREXCITABILITY
胶质母细胞瘤与神经网络过度兴奋的交互反馈机制
  • 批准号:
    10629813
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.41万
  • 项目类别:
Circuit control of motivation to take and seek alcohol
饮酒和寻求酒精动机的电路控制
  • 批准号:
    10753712
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.41万
  • 项目类别:
Investigating tonic and synaptic excitatory signaling in the bed nucleus of the stria terminalis across models of alcohol exposure
研究酒精暴露模型中终纹床核的强直和突触兴奋信号传导
  • 批准号:
    10825889
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.41万
  • 项目类别:
Determining pathogenic PrPC-induced signaling pathways in human iPSC-induced neurons
确定人 iPSC 诱导神经元中致病性 PrPC 诱导的信号通路
  • 批准号:
    10791127
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.41万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了