NDRG2缺失致脑糖原代谢异常在注意缺陷多动障碍发病中的作用及机制
批准号:
82071538
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
李燕
依托单位:
学科分类:
儿童和青少年精神行为障碍
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李燕
中文摘要
注意缺陷多动障碍(ADHD)严重影响患儿的学习和生活,但其发病机制不清。脑糖原主要存在于星形胶质细胞,可以为神经元快速供能。神经影像学研究表明ADHD患儿大脑皮层存在慢性能量供应不足,可能与脑糖原代谢障碍有关。本课题组前期研究发现:Ndrg2-/-小鼠表现ADHD样行为和增高的兴奋性神经传导,前额叶皮质出现糖原累积,并且糖原分解代谢关键酶PYGB蛋白表达水平显著降低。结合以往文献和我们的前期工作,提出如下假说:NDRG2缺失影响PYGB的表达和功能,导致星形胶质细胞糖原分解障碍,不能给神经元快速供能,前额叶皮质处于慢性能量缺乏状态,导致兴奋性突触发育异常,神经兴奋-抑制传导失衡,最终表现ADHD样行为。本课题拟从分子、细胞、组织、动物四个层次,运用细胞生物学、生物化学和神经生物学等方法阐明NDRG2缺失在脑糖原代谢异常和ADHD发病中的作用和机制,为ADHD的诊断和治疗提供新的策略。
英文摘要
Attention deficit/hyperactivity disorder (ADHD), a childhood-onset psychiatric disorder, may result in future academic failure and poor life quality. However, the underlying pathophysiology mechanism in ADHD still largely uncovered. Brain glycogen is found mainly in astrocytes, which can rapidly provide energy to neighboring neurons. Neuroimaging studies have shown that there were chronic energy supply deficit in the cerebral cortex of ADHD children, which may be associated with the brain glycogen metabolism disturbance. Our previous study found that Ndrg2-/- mice exhibited ADHD-like behaviors and increased excitatory transmission. We also found the increased glycogen and significantly decreased level of PYGB protein, a key glycogenolysis enzyme, in the prefrontal cortex of Ndrg2-/- mice. According to the previous studies and our preliminary results, we hypothesized that NDRG2 deficiency affect the expression and function of PYGB, which resulted in accumulated glycogen in astrocytes and blocked rapid energy supply for neighboring neurons. Therefore, there was chronic energy deficiency in the prefrontal cortex, which led to abnormal development in excitatory synapses, imbalanced excitatory/inhibitory transmission, and eventually ADHD-like behaviors. This project will carry out systematical research to confirm the above hypothesis from the levels of molecule, cell, tissue and animal. The aim of this project is to elucidate the role of NDRG2 deficiency in abnormal brain glycogen metabolism and ADHD developing by using cell biology, biochemistry and neurobiology methods, thus to provide new strategies for the diagnosis and treatment for ADHD.
注意缺陷多动障碍(Attention-deficit/hyperactivity disorder, ADHD)俗称多动症,是儿童期最常见的神经发育障碍。全球平均每20名儿童中就有1名ADHD患儿。注意力不集中、冲动、多动、认知障碍和学习困难等症状严重影响了ADHD患儿的学业和受教育水平,症状如果延续到青春期和成年期,冲动和对立违抗等行为有可能增加犯罪倾向并影响患者的寿命,给家庭带来沉重的精神和经济负担。与肝糖原和肌糖原相比,脑糖原的研究长期被忽视。脑糖原是大脑最重要的能量储备形式,主要储存于星形胶质细胞。NDRG2在哺乳动物脑内主要表达于星形胶质细胞。我们前期实验发现Ndrg2-/-小鼠出现注意缺陷、多动和冲动等ADHD样行为;Ndrg2-/-小鼠前额叶皮质有明显的糖原累积,并且糖原分解代谢的关键酶——脑型糖原磷酸化酶(PYGB)的表达水平显著降低。. 本课题从分子、细胞、组织、动物四个层次,运用分子生物学、生物化学、神经生物学、形态学、电生理学和神经行为学等技术和方法研究NDRG2调节PYGB表达的具体分子机制,阐明NDRG2缺失对星形胶质细胞糖原分解代谢以及对神经元快速供能的影响,分析发育期Ndrg2-/-小鼠前额叶皮质突触结构和神经电活动变化,发现靶向干预PYGB对Ndrg2-/-小鼠脑糖原代谢、神经传导和ADHD样行为的纠正作用。此外,我们还发现不同部位NDRG2缺失可能介导差异的行为表型,全身和星胶细胞NDRG2特异敲除小鼠表现多动和社交障碍;肠道NDRG2特异性敲除小鼠只表现社交障碍,不表现多动。. 综上,本项目通过阐明脑糖原代谢紊乱在ADHD发病中的作用和机制,为ADHD的诊断和治疗提供新的靶点和思路。不动部位NDRG2缺失介导的行为分离现象,值得进一步深入研究。.
NDRG2缺失介导肠-脑“通讯”异常在社交障碍中的作用和机制
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批准号:82371545
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项目类别:面上项目
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资助金额:49万元
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批准年份:2023
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负责人:李燕
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依托单位:
过渡金属三卤化物/TMDs异质结的自旋和谷极化特性及其多物理场调控
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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:55万元
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批准年份:2022
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负责人:李燕
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依托单位:
PYGB介导的脑糖原代谢重塑在脑缺血再灌注损伤中的作用及机制
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批准号:92057111
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:82.0万元
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批准年份:2020
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负责人:李燕
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依托单位:
磷烯/TMDs异质结的电子和光学特性及其应变和电场调控研究
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批准号:11704304
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2017
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负责人:李燕
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依托单位:
NDRG2调控血脑屏障通透性减轻缺血性脑水肿的作用和机制
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批准号:81671184
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2016
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负责人:李燕
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依托单位:
国内基金
海外基金