利用光遗传技术提高神经干细胞存活及分化率促进脑缺血康复的实验研究
批准号:
81501014
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
19.0 万元
负责人:
贺小松
依托单位:
学科分类:
脑血管结构、功能异常及相关疾病
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
戴建威、张念平、邵帅、张西、吕颖
中文摘要
实验提示神经干细胞移植可促进脑缺血后的神经功能康复,但外源性干细胞移植后的存活和分化能力十分有限,提高移植干细胞的存活和分化能力对提高神经干细胞的疗效至关重要。目前研究发现光遗传技术可通过调控电活动,影响神经干细胞的增殖。我们前期研究提示利用光遗传学抑制纹状体神经元活性可以促进神经干细胞的分化并减轻缺血性脑损伤。因此,我们拟进一步利用光遗传技术,在大脑中动脉缺血模型中探索通过光遗传技术调控电活动是否能促进移植后神经干细胞的存活和分化,从而提高疗效。本项目将研究:1)光遗传调控移植神经干细胞的电活动是否能促进脑缺血后的神经功能改善;2)调控移植神经干细胞的电活动对其存活和分化的影响;3)光遗传调控移植神经干细胞电活动影响其存活和分化的机制。本研究的结果将有助于明确光调控神经干细胞电活动治疗脑缺血的作用及其机制,为脑缺血以及其它神经系统疾病治疗提供提供一个全新的思路。
英文摘要
Experimental data indicated that neural stem cells (NSCs) transplantation improved neuronal function recovery after ischemic stroke. Because of low survival rate and differentiation ability, it is crucial to promote survival and differentiation of NSCs grafts to improve the efficiency of NSCs based therapy in cerebral ischemia. Previous studies demonstrated that optogenetics tools could regulate electrical activity and influence the proliferation of NSCs. Our previous data suggested that optogenetics inhibition of striatum neuron promoted differentiation of NSCs and attenuated ischemic injuries.However, it is unclear that whether regulation the electrical activity of exogenous NSCs via optogentics tool could increase the surviaval and differentiation and improve efficiency of NSCs treatment? In this study, optogentics tool will be applied to regulate the activity of transplanted NSCs in middle cerebral artery occlusion (MCAO) model to investigate: 1) whether regulation the electrical activity of transplanted NSCs via optogenetics tools could improve efficiency of NSCs treatment , 2) the effect of electrical activity on the survival and differentiation of transplanted NSCs , 3) the mechanisn of electrical activity on the survival and differentiation of transplanted NSCs. The results of this study will extend the mechanisms of neural stem cells in the treatment of cerebral ischemia and provide solid evidence and valid method in the treatment of cerebral ischemia as well as other centre nervous system diseases.
研究背景:干细胞可以促进脑缺血康复,但是无论内源性或者外源性干细胞移植,由于存活率及分化率皆难以达到预期的神经功能修复的目的。移植干细胞的存活及分化受自身活性影响,而内源性干细胞的存活及分化则受到周围神经元活性的影响。由此,我们假设调控神经干细胞及纹状体神经元电活性,可以通过促进干细胞的存活及分化,促进脑缺血康复。.研究内容:在本项目中,我们利用体外培养的神经干细胞及小鼠大脑中动脉缺血的模型我们利用光遗传学特异性的调控神经干细胞及纹状体神经元活性,研究1)神经干细胞电活性能否影响神经干细胞的的分化,2)纹状体神经元活性是否影响内源性神经再生,3)调控纹状体神经元活性能否促进脑缺血神经功能康复。.研究结果:我们构建的光遗传学方法可以调控神经干细胞活性,而且激活神经干细胞活性促进其像神经元分化,体内数据表明兴奋神经干细胞可以促进其存活。抑制纹状体神经元的活性减小了脑萎缩面积,以及神经行为学表现。抑制纹状体神经元的活性可以促进内源性神经干细胞的增殖以及分化,而兴奋纹状体神经元则抑制神经干细胞的增殖和分化。抑制纹状体神经元活性可以促进轴突导向因子Netrin-1的分泌。.科学意义:抑制纹状体神经元活性可以通过促进Netrin-1的分泌,促进内源性干细胞的分化,从而促进神经功能的康复,为发展临床脑缺血治疗新策略提供理论依据。同时,轴突导向因子Netrin-1的发现,为脑卒中的研究提供了新的研究方向。
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Optogenetic Inhibition of Striatal Neuronal Activity Improves the Survival of Transplanted Neural Stem Cells and Neurological Outcomes after Ischemic Stroke in Mice.
纹状体神经元活动的光遗传学抑制可改善小鼠缺血性中风后移植神经干细胞的存活率和神经系统结果。
DOI:
10.1155/2017/4364302
发表时间:
2017
期刊:
Stem cells international
影响因子:
4.3
作者:
[Lu Y, Jiang L, Li W, Qu M, Song Y, He X, Zhang Z, Yang GY, Wang Y]
通讯作者:
Wang Y
Optogenetic Inhibition of Striatal GABAergic Neuronal Activity Improves Outcomes After Ischemic Brain Injury
纹状体 GABA 能神经元活动的光遗传学抑制可改善缺血性脑损伤后的预后
DOI:
10.1161/strokeaha.117.019017
发表时间:
2017-12-01
期刊:
STROKE
影响因子:
8.3
作者:
[Jiang, Lu, Li, Wanlu, Wang, Yongting]
通讯作者:
Wang, Yongting
Lentivirus-Mediated Overexpression of MicroRNA-210 Improves Long-Term Outcomes after Focal Cerebral Ischemia in Mice
慢病毒介导的 MicroRNA-210 过表达可改善小鼠局灶性脑缺血后的长期结果
DOI:
10.1111/cns.12589
发表时间:
2016-12-01
期刊:
CNS NEUROSCIENCE & THERAPEUTICS
影响因子:
5.5
作者:
[Zeng, Li-Li, He, Xiao-Song, Yang, Guo-Yuan]
通讯作者:
Yang, Guo-Yuan
Netrin-1 attenuates brain injury after middle cerebral artery occlusion via downregulation of astrocyte activation in mice.
Netrin-1 通过下调小鼠星形胶质细胞活化减轻大脑中动脉闭塞后的脑损伤
DOI:
10.1186/s12974-018-1291-5
发表时间:
2018-09-18
期刊:
Journal of neuroinflammation
影响因子:
9.3
作者:
[He X, Liu Y, Lin X, Yuan F, Long D, Zhang Z, Wang Y, Xuan A, Yang GY]
通讯作者:
Yang GY
Optical inhibition of striatal neurons promotes focal neurogenesis and neurobehavioral recovery in mice after middle cerebral artery occlusion
纹状体神经元的光学抑制促进大脑中动脉闭塞后小鼠的局灶性神经发生和神经行为恢复
DOI:
10.1177/0271678x16642242
发表时间:
2017-03-01
期刊:
JOURNAL OF CEREBRAL BLOOD FLOW AND METABOLISM
影响因子:
6.3
作者:
[He, Xiaosong, Lu, Yifan, Yang, Guo-Yuan]
通讯作者:
Yang, Guo-Yuan
NeuroD1全脑范围介导星型胶质细胞转分化为神经元促进脑缺血康复
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2022
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负责人:贺小松
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依托单位:
AAV.PhP.EB介导NeuroD1静脉基因疗法改善脑缺血损伤的作用机制
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2022
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负责人:贺小松
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依托单位:
国内基金
海外基金