神经活动对AMPA受体mRNA剪接和突触可塑性的影响
批准号:
31571060
项目类别:
面上项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
石云
依托单位:
学科分类:
C0901.分子与细胞神经生物学
结题年份:
2017
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈晨、何雪妍、张琳琳、刘义圣、段桂芳
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
本课题希望精确、定量地揭示AMPA受体剪接亚型(flip/flop)对突触传递功能和可塑性的贡献。AMPA受体介导了脑内最主要的快速兴奋性神经传递。在以前的工作(Neuron,2009)中,申请者和同事发展了单细胞基因敲除法,阐明了脑内椎体神经元突触膜上的AMPA受体主要由GluA1/A2异源四聚体组成。然而,每种AMPA受体亚基由于mRNA剪接造成至少flip/flop两种亚型,使突触AMPA受体更加多样化。最近的报道表明受体编码mRNA的剪接受到神经活动的调节。那么如何从功能上区分突触上flip和flop类型的AMPA受体呢?本课题将借助新近发展的CRISPR-Cas9基因工程技术,特异性地剔除AMPA受体flip和flop的编码外显子,用遗传学方法分离出纯净的AMPA受体剪接亚型,并结合双电极电生理技术精确研究它们的突触功能,以深入理解突触受体可塑性变化受神经活动调节的机理。
英文摘要
AMPA-type glutamate receptors (AMPARs) mediate the most fast excitatory neurotransmission in brain. The AMPARs on synaptic membrane play critical roles in regulating the transmission efficiency and synaptic plasticity. In order to pinpoint the molecular composition of synaptic AMPARs, we have previously developed single-cell genetics and shown that the synaptic AMPARs in pyramidal neurons are made of GluA1/A2 heteromers (Neuron, 2009). However, each AMPAR subunits could form flip/flop isoforms resulting from alternative mRNA splicing. Recent reports demonstrate that neural activity shaped AMPAR mRNA splicing, indicating change of synaptic AMPAR components and functions. To explore the precise roles that flip/flop type receptors play in synapse, we propose to isolate the AMPAR isoforms and study their synaptic function by targeting the specific DNA segments (exons) encoding the flop and flip isoforms using CRISPR-Cas9 techniques. This study will hopefully reveal the underlying mechanisms for synaptic plasticity induced by neural activity.
AMPA-型谷氨酸受体(AMPA受体,AMPARs)介导了脑内绝大多数的快速兴奋性神经传递。突触膜上的AMPA受体对神经兴奋性、突触可塑性和神经网络活性起了关键的调节作用。突触AMPA受体功能的紊乱会导致神经发育异常、紊乱和疾病。经过二十多年的研究,现在对突触AMPA受体的生理功能已经有了相当多的理解。但是,但是我们对突触AMPA受体的分子构成以及其调节机制仍然理解得非常有限。在本项目中我们提出神经元的兴奋性活动调节AMPA受体编码mRNA的剪接(splicing),从而改变突触AMPA受体的分子构成,影响神经细胞的突触可塑性。在此假说的推动下,我们发展了基于CRISPR-Cas9的单神经元外显子剔除技术,并结合神经电生理方法,精确研究神经元活动引起的突触AMPA受体的分子构成和功能的变化。到目前为止,我们得出如下结论:.1..CRISPR-Cas9在神经元中基因编辑的效率非常高,配合电生理检测,我们估计其基因切割效率达到99%以上。.2..我们成功设计了针对GluA1、GluA2 以及GluA1 flip和flop的sgRNAs. .3..用胚胎电转方法可以成功将GluA2的flop和flip isoforms 剔除。剔除flop对于AMPAR受体整流效应的效果大于剔除flip的效果,表明CA1神经元flop的数量超过flip的数量。将两者相加的效果和剔除GluA2的效果一致,表明成功将flip 和flop敲除了..4..使用慢病毒介导的Cas9敲除的效率低于胚胎电转,预计需要等待更长的时间以使Cre和Cas9更强地表达。.因此,我们的工作探讨了新的基因编辑工具Cas9在神经细胞中剔除外显子的效率,为精确理解神经突触中谷氨酸受体的分子构成打下基础。通过课题的实施,我们发表了5篇高影响力的SCI论文,其中两篇通讯作者论文分别发表在PNAS(2016)和Sci REP(2017)上,两篇第二作者论文分别发表在PNAS(2017)和Elife(2015)上,还有一篇合作论文发表在Front Mol Neurosci (2017)。部分数据还在整理和发表中。一位参加本课题的博士后已经结业,一位技术员也已经去国外做博士后,毕业了一位博士生,还有2位博士和1位硕士生还在培养中。.
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
Neto auxiliary proteins control both the trafficking and biophysical properties of the kainate receptor GluK1
Neto 辅助蛋白控制红藻氨酸受体 GluK1 的运输和生物物理特性。
DOI:10.7554/elife.11682
发表时间:2015-12-31
期刊:ELIFE
影响因子:7.7
作者:Sheng, Nengyin;Shi, Yun S.;Nicoll, Roger A.
通讯作者:Nicoll, Roger A.
The Inhibitory Effect of α/β-Hydrolase Domain-Containing 6 (ABHD6) on the Surface Targeting of GluA2- and GluA3-Containing AMPA Receptors.
含有 α/β-水解酶结构域 6 (ABHD6) 对含有 GluA2 和 GluA3 的 AMPA 受体表面靶向的抑制作用。
DOI:10.3389/fnmol.2017.00055
发表时间:2017
期刊:Frontiers in molecular neuroscience
影响因子:4.8
作者:Wei M;Jia M;Zhang J;Yu L;Zhao Y;Chen Y;Ma Y;Zhang W;Shi YS;Zhang C
通讯作者:Zhang C
A Convenient Cas9-based Conditional Knockout Strategy for Simultaneously Targeting Multiple Genes in Mouse.
一种方便的基于 Cas9 的条件敲除策略,用于同时靶向小鼠中的多个基因。
DOI:10.1038/s41598-017-00654-2
发表时间:2017-03-31
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Chen J;Du Y;He X;Huang X;Shi YS
通讯作者:Shi YS
GluA1 signal peptide determines the spatial assembly of heteromeric AMPA receptors
GluA1 信号肽决定异聚 AMPA 受体的空间组装。
DOI:10.1073/pnas.1524358113
发表时间:2016-09-20
期刊:PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子:11.1
作者:He, Xue-Yan;Li, Yan-Jun;Shi, Yun Stone
通讯作者:Shi, Yun Stone
Amino-terminal domains of kainate receptors determine the differential dependence on Neto auxiliary subunits for trafficking
红藻氨酸受体的氨基末端结构域决定了对 Neto 辅助亚基运输的不同依赖性。
DOI:10.1073/pnas.1619253114
发表时间:2017-01-31
期刊:PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子:11.1
作者:Sheng, Nengyin;Shi, Yun Stone;Nicoll, Roger A.
通讯作者:Nicoll, Roger A.
Neuroplastin调控兴奋/抑制性突触传递和可塑性的机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:59万元
- 批准年份:2021
- 负责人:石云
- 依托单位:
谷氨酸受体调节亚基TARP g-8缺失导致精神分裂症样脑衰老的机制研究
- 批准号:91849112
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:50.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:石云
- 依托单位:
Neto蛋白对kainate-型谷氨酸受体的突触定位和功能的调节作用
- 批准号:31371061
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:88.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:石云
- 依托单位:
国内基金
海外基金















{{item.name}}会员


