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突触前蛋白CAST/ELKS在突触传递和可塑性中的作用及机制的研究
结题报告
批准号:
31871031
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
董伟
依托单位:
学科分类:
C0901.分子与细胞神经生物学
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
张鹏、蒋洁、耿潇奇、侯彧、徐苗苗、刘小勤、孙林凤
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中文摘要
突触传递是神经细胞互相传递信息最主要的手段,是大脑发挥其正常功能的重要基础。关于突触传递机制的研究是神经科学中最基础,最核心的重要研究内容。突触传递受突触前活动区蛋白紧密调控,具体的分子调控机制还很不清楚。CAST/ELKS是突触前活动区核心蛋白之一,但是关于CAST/ELKS在突触传递中的具体作用还有争议,特别是在哺乳动物中的作用还很不清楚。本项目提出假说:CAST/ELKS通过调节突触前膜上电压依赖性钙通道数量以及突触释放可能性来调节突触传递及可塑性。为此,本项目以小鼠Calyx of Held突触为研究模型,采用电生理,电子显微镜,免疫组织化学等技术手段,对CAST/ELKS在突触传递和可塑性中的调节作用进行详细的研究,并阐明其机制,为进一步理解突触传递可塑性的分子机制打下基础。
英文摘要
Synaptic transmission is the most important way neurons used to communicate with each other, is critical for normal brain function. The study of mechanisms of synaptic transmission is the most basic, core research field of neuroscience research. synaptic transmission is tightly regulated by presynaptic active zone proteins, and the underlying mechanisms are still not fully understood. This project makes the hypothesis: CAST/ELKS regulate synaptic transmission and plasticity through regulating the number of voltage-gated calcium channels and synaptic release probability. To test this hypothesis, we use Calyx of Held synapse as a model, employ electrophysiology, electromicroscopy and IHC to study the role and underlying mechanisms of CAST/ELKS on synaptic transmission and plasticity. It will provide more mechanism insights into the regulation of synaptic transmission and plasticity.
突触传递是神经细胞互相传递信息最主要的手段,是大脑发挥其正常功能的重要基础。关.于突触传递机制的研究是神经科学中最基础,最核心的重要研究内容。突触传递受突触前活动区蛋白紧密调控,具体的分子调控机制还很不清楚。CAST/ELKS是突触前活动区核心蛋白之一,但是关于CAST/ELKS在突触传递中的具体作用还有争议。我们前期研究发现在小鼠Calyx of Held突触中,CAST/ELKS通过调节突触前电压门控钙离子通道数量、囊泡释放可能性、可立即释放池大小等方式调节突触传递和可塑性。本项目采用电生理,电子显微镜,免疫组织化学等技术手段,进一步研究了在突触发育过程中,CAST/ELKS对突触传递、可塑性以及突触发育的调节作用。我们发现在Calyx of Held 突触发育成熟前(P9-11),CAST/ELKS控制突触前膜上不同亚型电压门控钙离子通道的数量,但缺失CAST/ELKS并不影响突触传递、可塑性以及囊泡释放动力学特性。同时我们发现敲除CAST/ELKS导致突触前轴突终末表面积和体积均变小,突触前活动区变大。我们的研究表明CAST/ELKS是控制突触前电压门控钙离子通道的关键蛋白,同时CAST/ELKS也调节突触前轴突终末的形态发育。在突触发育过程中突触传递和可塑性有较强的补偿机制,使其在突触前形态(轴突终末大小)、功能(电压门控钙离子通道数量)受损情况下,仍能保持突触传递和可塑性的正常功能。这为深入理解发育过程中突触的形态功能调节以及发育性神经系统疾病的发病机制奠定了坚实的基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Expression and mechanisms of interferon-stimulated genes in viral infection of the central nervous system (CNS) and neurological diseases.
干扰素刺激基因在中枢神经系统(CNS)病毒感染和神经系统疾病中的表达及机制
DOI:10.3389/fimmu.2022.1008072
发表时间:2022
期刊:Frontiers in immunology
影响因子:7.3
作者:
通讯作者:
Presynaptic development is controlled by the core active zone proteins CAST/ELKS
突触前发育由核心活性区蛋白 CAST/ELKS 控制
DOI:10.1113/jp279736
发表时间:2019-10
期刊:JOURNAL OF PHYSIOLOGY-LONDON
影响因子:5.5
作者:Radulovic Tamara;Dong Wei;Goral R. Oliver;Thomas Connon I;Veeraraghavan Priyadharishini;Montesinos Monica Suarez;Guerrero-Given Debbie;Goff Kevin;Lubbert Matthias;Kamasawa Naomi;Ohtsuka Toshihisa;Young Samuel M. Jr.
通讯作者:Young Samuel M. Jr.
DOI:10.3389/fnins.2022.981772
发表时间:2022
期刊:FRONTIERS IN NEUROSCIENCE
影响因子:4.3
作者:Zhang, Yiwen;Lang, Rui;Guo, Shunyu;Luo, Xiaoqin;Li, Huiting;Liu, Cencen;Dong, Wei;Bao, Changshun;Yu, Yang
通讯作者:Yu, Yang
The Membrane Interaction of Alpha-Synuclein.
α-突触核蛋白的膜相互作用
DOI:10.3389/fncel.2021.633727
发表时间:2021
期刊:Frontiers in cellular neuroscience
影响因子:5.3
作者:Liu C;Zhao Y;Xi H;Jiang J;Yu Y;Dong W
通讯作者:Dong W
Single-vesicle imaging quantifies calcium's regulation of nanoscale vesicle clustering mediated by α-synuclein.
单囊泡成像量化钙对α-突触核蛋白介导的纳米级囊泡聚集的调节
DOI:10.1038/s41378-020-0147-1
发表时间:2020
期刊:Microsystems & nanoengineering
影响因子:7.9
作者:Cai B;Liu J;Zhao Y;Xu X;Bu B;Li D;Zhang L;Dong W;Ji B;Diao J
通讯作者:Diao J
神经电活动在Calyx of Held突触发育中的作用及机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    董伟
  • 依托单位:
国内基金
海外基金