Nitrogen metabolism in sleep homeostasis and pathology

睡眠稳态和病理学中的氮代谢

基本信息

  • 批准号:
    10268198
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-09-30 至 2022-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Sleep is essential for life, and chronic sleep deprivation (SD) is associated with pathology including Alzheimer's disease in humans. Urea cycle abnormalities have been observed by others in animal SD paradigms and human sleep and fatigue disorders. I found that polyamines (PAs), coupled to urea cycle by the metabolite ornithine, are elevated in Drosophila sleep mutants, especially acetylated PAs and putrescine. I hypothesize that nitrogen diversion from urea cycle to PA synthesis drives sleep when SD is acute and neurodegeneration when SD is chronic. Mentored Aim 1 will test what mechanisms link SD to nitrogen metabolism by using sleep mutants for 13C-ornithine mass spectrometry to identify the metabolites that ornithine is channeled toward, and enzyme assays to assess what catalytic differences shape the nitrogen metabolome under chronic SD. Mass spectrometry will also be conducted under more acute SD to determine if this mirrors chronic SD in PA profile. Mentored Aim 2 will test how PA supplements, and broadly expressed RNAi that promote putrescine synthesis, both promote sleep in wild-type flies. Subpopulation RNAi sleep experiments will assess what neural circuits are involved in PA sleep responses. Broadly expressed RNAi sleep experiments will determine whether PAs generally are required for rebound sleep following SD, and whether production of putrescine specifically is required for PA supplement sleep increases. Independent Aim 3 will test whether PA increases contribute to the well-documented worsening of Alzheimer's pathology by SD. Mass spectrometry will test whether PA increases observed in mouse Alzheimer's models by others, which are very similar to my fly sleep mutants, carry over to multiple fly Alzheimer's models. I will also test whether broad PA synthesis RNAi that blunts production of acetyl-PAs and putrescine can block the worsening effects of SD in multiple fly Alzheimer's models. Measures of protein pathology, cell death, lethality, and memory will be used as metrics. Independent Aim 4 will test whether PA synthesis is sleep-regulated and sleep-promoting in mouse brain. Mass spectrometry under chronic environmental enrichment SD will test whether mice exhibit similar PA changes to what I observe in my fly sleep mutants. Motion-sensing and EEG sleep metrics will be used to assess whether both PA supplementation and pharmacological depletion of PAs alter sleep in mice. Any one of these four aims has the potential to launch a long-running research project if successful, enhancing my ability to launch an independent career from this proposal. My training plan builds on my core mouse and fly skillsets, adding important complementary skills in genetic engineering, fly memory behavior, specialized mouse sleep behavior protocols, and isotopic labeling metabolomics. My training plan will also enhance my theoretical knowledge of neurodegeneration and enhance my mentorship skills. This proposal will give me the data and skills I need to succeed as an independent investigator at a research institution, building out a lab of my own focused on biochemical regulation of homeostasis, and linkages to neural pathology.
睡眠对生命至关重要,慢性睡眠剥夺(SD)与人类阿尔茨海默病等病理有关。尿素循环异常已在动物SD范式和人类睡眠和疲劳障碍中被观察到。我发现,通过代谢产物鸟氨酸与尿素循环偶联的多胺(PAs)在果蝇睡眠突变体中升高,尤其是乙酰化PAs和腐胺。我假设,当SD是急性时,氮从尿素循环转移到PA合成驱动睡眠,当SD是慢性时,神经变性驱动睡眠。指导的Aim 1将通过使用睡眠突变体13c -鸟氨酸质谱法来确定鸟氨酸的代谢产物,并通过酶分析来评估慢性SD下氮代谢组的催化差异,从而测试SD与氮代谢之间的联系机制。质谱分析也将在更急性的SD下进行,以确定这是否反映了PA谱中的慢性SD。受指导的Aim 2将测试PA补充剂和促进腐胺合成的广泛表达的RNAi如何促进野生型果蝇的睡眠。亚群RNAi睡眠实验将评估哪些神经回路参与了PA睡眠反应。广泛表达的RNAi睡眠实验将确定SD后反弹睡眠是否普遍需要PA,以及PA补充睡眠增加是否特别需要腐胺的产生。独立的Aim 3将测试PA的增加是否会导致SD导致阿尔茨海默病病理恶化。质谱法将测试其他人在小鼠阿尔茨海默氏症模型中观察到的PA增加是否会延续到多个阿尔茨海默氏症模型中,这与我的果蝇睡眠突变体非常相似。我还将在多个果蝇阿尔茨海默病模型中测试广泛的PA合成RNAi是否可以抑制乙酰- pas和腐胺的产生,从而阻止SD的恶化效应。测量蛋白质病理,细胞死亡,致命性和记忆将被用作指标。独立Aim 4将测试小鼠脑内PA合成是否调节和促进睡眠。在慢性环境富集SD下的质谱将测试小鼠是否表现出与我在果蝇睡眠突变体中观察到的相似的PA变化。运动感应和脑电图睡眠指标将用于评估PA补充和PA药物消耗是否会改变小鼠的睡眠。如果成功,这四个目标中的任何一个都有可能启动一个长期的研究项目,提高我从这个提案开始独立事业的能力。我的训练计划以我的核心老鼠和苍蝇技能为基础,在基因工程、苍蝇记忆行为、专门的老鼠睡眠行为协议和同位素标记代谢组学方面增加了重要的互补技能。我的培训计划也将增强我在神经退行性疾病方面的理论知识,提高我的指导技能。这一提议将给我所需的数据和技能,我需要成功地作为一个独立的研究者在一个研究机构,建立一个我自己的实验室,专注于生物化学调节的稳态,并与神经病理学的联系。

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 }}

JOSEPH L BEDONT其他文献

JOSEPH L BEDONT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('JOSEPH L BEDONT', 18)}}的其他基金

Nitrogen metabolism in sleep homeostasis and pathology
睡眠稳态和病理学中的氮代谢
  • 批准号:
    10619135
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 9.3万
  • 项目类别:
Nitrogen metabolism in sleep homeostasis and pathology
睡眠稳态和病理学中的氮代谢
  • 批准号:
    10039794
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 9.3万
  • 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:
    $ 9.3万
  • 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:
    $ 9.3万
  • 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:
    $ 9.3万
  • 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:
    $ 9.3万
  • 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:
    $ 9.3万
  • 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:
    $ 9.3万
  • 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:
    $ 9.3万
  • 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:
    $ 9.3万
  • 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:
    $ 9.3万
  • 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:
    $ 9.3万
  • 项目类别:
    Research Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了