Cell-targeted Gold Nanoparticles for Photo-excitation fo Retinal Ganglion Cells
用于视网膜神经节细胞光激发的细胞靶向金纳米颗粒
基本信息
- 批准号:9999837
- 负责人:
- 金额:$ 1.96万
- 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:2017-04-01 至 2020-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
ABSTRACT
Retinal ganglion cells (RGCs) convey visual signals to the brain in the form of action potentials, the initiation
and axonal propagation of which depend on the activation of RGC voltage-gated sodium channels (NaVs). In
photoreceptor degenerative diseases such as age-related macular degeneration (AMD), inner retinal neurons
including RGCs in many cases remain intact and capable of generating action potential responses. RGCs thus
represent a logical target for approaches aimed at restoring vision in advanced-stage AMD and related retinal
diseases, by bypassing the nonfunctioning rod and cone photoreceptors and establishing direct RGC
responsiveness to light. In a recent study of dorsal root ganglion cells (a non-retinal neuron widely studied as a
model action-potential-generating cell type) and in hippocampal slice preparations, we have shown that gold
nanoparticles (AuNPs) conjugated with a cell-targeting biomolecule enable robust light-induced NaV activation
and resulting action potential generation. Essential features of the cell-targeted AuNP technique are: (i)
functionalization of the light-absorbing AuNPs to localize them at or near the NaVs; (ii) upon the AuNP’s
plasmon absorption of a millisecond/submillisecond light flash, AuNP radiation of the light energy as a
nondamaging pulse of heat that creates a localized, transient, depolarizing capacitive current across the
plasma membrane; and (iii) resulting activation, i.e., channel opening, of neighboring NaVs and thus action
potential initiation by this depolarization. In this application we propose exploratory research to apply this AuNP
approach to RGCs in the living eye of the rat. The project’s goal is to establish AuNP treatment conditions that
achieve robust AuNP-mediated RGC photo-responsiveness in vivo. In rats for which rod and cone
photoreceptor signaling to RGCs has been suppressed pharmacologically, we will intra-vitreally deliver AuNP
conjugates designed for binding to the immediate vicinity of the RGC NaVs. Following treatment with the AuNP
conjugates, we will employ in vivo recording of electroretinographic (ERG) signals associated with RGC
activity, and of visual evoked potentials (VEPs), to analyze properties of RGC electrophysiological responses
to AuNP photo-excitation. The research will involve variation of the size/structure of the AuNP, of the AuNP-
conjugated RGC-targeting component, and of the duration and energy [(intensity) x (duration)] of AuNP-
excitatory flashes. Accompanying the in vivo experiments will be all-optical stimulation/recording of AuNP-
mediated action potentials in isolated rat retina, and histological analysis of retinas treated in vivo and in vitro
with AuNPs. Results of the in vitro retina experiments will guide the selection of in vivo treatment conditions to
be systematically investigated and facilitate interpretation of the in vivo data. Leading the research will be
David R. Pepperberg, PhD (Univ. of Illinois at Chicago) and Francisco Bezanilla, PhD (Univ. of Chicago).
摘要
视网膜神经节细胞(RGC)以动作电位的形式将视觉信号传递到大脑,
其轴突传播依赖于RGC电压门控钠通道(NaVs)的激活。在
光感受器变性疾病,例如年龄相关性黄斑变性(AMD)、视网膜内神经元
包括RGC在许多情况下保持完整并能够产生动作电位反应。因此,RGC
代表旨在恢复晚期AMD和相关视网膜病变患者视力的方法的逻辑目标。
疾病,通过绕过无功能的杆和锥光感受器和建立直接RGC
对光的反应。在最近的一项背根神经节细胞(一种被广泛研究的非视网膜神经元,
模型动作电位产生细胞类型)和海马切片制备,我们已经表明,金
与细胞靶向生物分子缀合的纳米颗粒(AuNPs)能够实现稳健的光诱导NaV激活
以及由此产生的动作电位。细胞靶向AuNP技术的基本特征是:
光吸收AuNP的官能化以将它们定位在NaV处或附近;(ii)在AuNP的
毫秒/亚毫秒光闪光的等离子体激元吸收,光能量的AuNP辐射,
非破坏性的热脉冲,产生一个局部的,瞬态的,去极化电容电流通过
质膜;和(iii)产生的活化,即,通道开放,相邻NaV,从而作用
通过这种去极化的潜在启动。在本申请中,我们提出了探索性研究,以应用这种AuNP
在大鼠的活体眼睛中接近RGC。该项目的目标是建立AuNP处理条件,
在体内实现稳健的AuNP介导的RGC光响应性。在视杆细胞和视锥细胞
视网膜神经节细胞的光感受器信号传导已经被抑制,我们将在玻璃体内递送AuNP。
设计用于结合RGC NaV的紧邻的缀合物。在用AuNP处理之后,
结合物,我们将采用与RGC相关的视网膜电图(ERG)信号的体内记录
活动和视觉诱发电位(VEP),以分析RGC电生理反应的特性
到AuNP光激发。该研究将涉及AuNP的尺寸/结构的变化,AuNP的尺寸/结构的变化,
结合的RGC靶向组分的持续时间和能量[(强度)X(持续时间)],以及结合的RGC靶向组分的持续时间和能量[(强度)X(持续时间)]。
兴奋的闪光伴随体内实验的将是AuNP的全光学刺激/记录,
在离体大鼠视网膜中介导的动作电位,以及在体内和体外处理的视网膜的组织学分析
关于AuNPs体外视网膜实验的结果将指导体内治疗条件的选择,
进行系统研究,并促进体内数据的解释。领导这项研究的将是
大卫河Pepperberg博士(伊利诺伊大学芝加哥分校)和弗朗西斯科Bezanilla博士(芝加哥大学)。
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 }}
FRANCISCO J BEZANILLA其他文献
FRANCISCO J BEZANILLA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('FRANCISCO J BEZANILLA', 18)}}的其他基金
ISS ChronosBH Fluorescence Lifetime Spectrometer
ISS ChronosBH 荧光寿命光谱仪
- 批准号:
7793245 - 财政年份:2010
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别:
Bridging Project 1: Conformational Transitions in P-class ATPases
桥接项目 1:P 类 AT 酶的构象转变
- 批准号:
7922841 - 财政年份:2010
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别:
Charge translocation by the sodium-potassium pump in the giant axon of the Humbol
洪堡巨轴突中钠钾泵的电荷易位
- 批准号:
7907838 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别:
Charge translocation by the sodium-potassium pump in the giant axon of the Humbol
洪堡巨轴突中钠钾泵的电荷易位
- 批准号:
8085913 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别:
Charge translocation by the sodium-potassium pump in the giant axon of the Humbol
洪堡巨轴突中钠钾泵的电荷易位
- 批准号:
7694907 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别:
The Electrophysiological Studies of Voltage Gated Channels
电压门控通道的电生理学研究
- 批准号:
7924967 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别:
Surface Plasmon-coupled Fluorescence Microscope to Study Ion Channel Dynamics
表面等离子体耦合荧光显微镜研究离子通道动力学
- 批准号:
7268077 - 财政年份:2006
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别:
Surface Plasmon-coupled Fluorescence Microscope to Study Ion Channel Dynamics
表面等离子体耦合荧光显微镜研究离子通道动力学
- 批准号:
7084336 - 财政年份:2006
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别:
相似国自然基金
慢性炎症诱发骨丢失的机制及外泌体靶向治疗策略研究
- 批准号:82370889
- 批准年份:2023
- 资助金额:49.00 万元
- 项目类别:面上项目
基于再生运动神经路径优化Agrin作用促进损伤神经靶向投射的功能研究
- 批准号:82371373
- 批准年份:2023
- 资助金额:49.00 万元
- 项目类别:面上项目
小脑浦肯野细胞突触异常在特发性震颤中的作用机制及靶向干预研究
- 批准号:82371248
- 批准年份:2023
- 资助金额:47.00 万元
- 项目类别:面上项目
SAMMSON-CARF-p53信号轴调控黑色素瘤适应性耐药的机制研究
- 批准号:32000541
- 批准年份:2020
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
Tousled like kinase介导青光眼中视网膜神经节细胞死亡的作用和机制
- 批准号:32000518
- 批准年份:2020
- 资助金额:16.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
CDKL3在肾细胞癌中功能与分子机制的研究及小分子抑制剂的合成与表征
- 批准号:31970721
- 批准年份:2019
- 资助金额:58.0 万元
- 项目类别:面上项目
铁氧还蛋白还原酶FDXR促进雌激素受体阳性乳腺癌内分泌治疗耐药的分子机制研究
- 批准号:31970737
- 批准年份:2019
- 资助金额:58.0 万元
- 项目类别:面上项目
SIRT1调控突变型p53肿瘤细胞死亡的分子机制研究
- 批准号:31970689
- 批准年份:2019
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:面上项目
柳枝稷miR156-targeted PvSPLs调控木质素合成的分子机制研究
- 批准号:31701496
- 批准年份:2017
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
miR156-targeted PvSPL转录因子调控柳枝稷分蘖发育的分子机制
- 批准号:31672479
- 批准年份:2016
- 资助金额:65.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Development of functional gold nanoparticles for targeted alpha therapy
开发用于靶向α疗法的功能性金纳米颗粒
- 批准号:
22KJ2124 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Platinum-Gold Compounds as Potential Chemo- and Targeted Agents for Ovarian Cancer
铂金化合物作为卵巢癌的潜在化疗药物和靶向药物
- 批准号:
10627602 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别:
Gold-derived therapeutic compounds for disease application
用于疾病应用的金衍生治疗化合物
- 批准号:
10180196 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别:
Gold-derived therapeutic compounds for disease application
用于疾病应用的金衍生治疗化合物
- 批准号:
10461752 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别:
Gold-derived therapeutic compounds for disease application
用于疾病应用的金衍生治疗化合物
- 批准号:
10685301 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别:
Gold-derived Therapeutic Compounds for Disease Application
用于疾病应用的金衍生治疗化合物
- 批准号:
10598722 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别:
Targeted Delivery of Gold Nanoparticles using Core-shell Drug Delivery System
使用核壳药物递送系统靶向递送金纳米粒子
- 批准号:
548711-2019 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别:
University Undergraduate Student Research Awards
Gold-Lipid Hybrid Nanoparticles for Synergistic Treatment Using Radiation for Spatially and Temporally Specific Cancer Therapy
金脂混合纳米颗粒用于协同治疗,利用辐射进行空间和时间特异性癌症治疗
- 批准号:
406752 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别:
Studentship Programs
Novel Gold nanocarriers conjugates for microRNA delivery in ovarian cancer
新型金纳米载体缀合物用于卵巢癌中的 microRNA 递送
- 批准号:
9977255 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别:
Novel Gold nanocarriers conjugates for microRNA delivery in ovarian cancer
新型金纳米载体缀合物用于卵巢癌中的 microRNA 递送
- 批准号:
10225464 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 1.96万 - 项目类别: