एनएमएआरसी संगोष्ठी 

"भ्रूण शराब स्पेक्ट्रम विकारों में मस्तिष्क का विकास"

एलीन मूर, पीएच.डी., मनोविज्ञान विभाग, सैन डिएगो स्टेट यूनिवर्सिटी

गुरुवार 9 अप्रैलth  2020

"भ्रूण अल्कोहल स्पेक्ट्रम विकार: क्या प्रीक्लिनिकल मॉडल हमें क्षतिग्रस्त मस्तिष्क को ठीक करने में मदद कर सकते हैं?"

ब्रायन क्रिस्टी, पीएच.डी., चिकित्सा विज्ञान विभाग, विक्टोरिया विश्वविद्यालय।

गुरुवार मई 21st  2020

न्यू मैक्सिको अल्कोहल रिसर्च सेंटर


1 न्यू मैक्सिको विश्वविद्यालय
अल्बुक्वेर्क, NM 87131

NMARC वर्तमान अनुसंधान और मुख्य घटक

p50-आरेख2

अनुसंधान सारांश

NMARC P50 इंटरैक्टिव प्रीक्लिनिकल और क्लिनिकल रिसर्च घटकों और पायलट प्रोजेक्ट्स को जोड़ती है जो FASD से जुड़े व्यवहार संबंधी कमियों को अंतर्निहित कॉर्टिकल तंत्र की जांच करते हैं। नीचे दिए गए बार पर क्लिक करके प्रत्येक शोध घटक और पायलट प्रोजेक्ट के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त की जा सकती है:

 

 

 

P50 घटक 2: PAE संतानों में ग्लूकोकॉर्टीकॉइड प्रतिरोध के तंत्र

मुख्य जाँचकर्ता: एरिन मिलिगन, पीएच.डी.
सह-जांचकर्ता: एंड्रिया एलन, पीएच.डी., केविन काल्डवेल, पीएच.डी. & निकोलास मेलिओस, एमडी, पीएच.डी.

पीएई से प्रभावित कई शारीरिक प्रक्रियाएं ग्लुकोकोर्टिकोइड्स (जीसी) द्वारा नियंत्रित होती हैं। जीसी प्रतिरोध (अर्थात, जीसी के कार्यों के प्रति संवेदनशीलता में कमी) विभिन्न प्रकार के पुराने रोगों से जुड़ा है, जिनमें से कई पीएई (जैसे, प्रतिरक्षा और सूजन संबंधी विकार, इंसुलिन प्रतिरोध) से भी जुड़े हैं। जीवन भर जीसी जवाबदेही स्थापित होती है utero में असामान्य ग्लुकोकोर्तिकोइद प्रोग्रामिंग के परिणाम के रूप में। हम अनुमान लगाते हैं कि पीएई भ्रूण के मस्तिष्क विकास गिरफ्तारी-विशिष्ट 5 (गैस 5) को बढ़ाकर जीआर प्रोग्रामिंग को प्रभावित करता है, एक बहुतायत से व्यक्त लंबे गैर-कोडिंग आरएनए जो ग्लूकोकार्टिकोइड रिसेप्टर (जीआर) डीएनए-बाध्यकारी डोमेन से जुड़ता है, इस प्रकार जीआर-निर्भर ट्रांसक्रिप्शनल विनियमन को रोकता है। चूँकि Gas5 का स्तर प्रसवोत्तर रूप से बहुत कम हो जाता है, हम प्रस्ताव करते हैं कि FK506-बाइंडिंग प्रोटीन 51 (Fkbp51) Gas5 को वयस्क में GR-निर्भर सिग्नलिंग के प्राथमिक नियामक के रूप में बदल देता है और निरंतर GC प्रतिरोध के लिए जिम्मेदार होता है। हम पीएई के अपने स्थापित माउस मॉडल का उपयोग करके परिकल्पना का परीक्षण करेंगे। उद्देश्य 1 में हम ग्लूकोकार्टिकोइड प्रतिरोध के कई उपायों पर पीएई के प्रभावों का आकलन करेंगे, जिसमें कॉर्टिकोस्टेरोन प्रतिक्रियाओं के डेक्सामेथासोन दमन पर प्रभाव, प्रो- और विरोधी भड़काऊ साइटोकिन स्तर, एफकेबीपी 5 और गैस 5 प्रमोटर मिथाइलेशन के स्तर और विभिन्न विशिष्ट जीआर के स्तर शामिल हैं। विनियमित जीन प्रतिलेख। उद्देश्य 2 में हम तनाव और प्रतिरक्षा हाइपोरेस्पॉन्सिव अवधि के दौरान जीसी प्रतिक्रिया के विकासात्मक प्रोग्रामिंग पर पीएई के प्रभावों का निर्धारण करेंगे, जो माउस में प्रीवीलिंग अवधि के दौरान होते हैं। उद्देश्य ३ में हम लक्षित का उपयोग करेंगे utero में इस परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए हस्तक्षेप कि प्रसवपूर्व गैस -5 का अवरोध या कमी पीएई चूहों में सामान्य जीसी संवेदनशीलता को बहाल करेगा।

P50 घटक 3: PAE संतान में ग्लूटामेट न्यूरोट्रांसमिशन के हिस्टामाइन H3 रिसेप्टर विनियमन

सह-प्रमुख जांचकर्ता: डैनियल सैवेज, पीएच.डी. & डेरेक हैमिल्टन
सह-अन्वेषक: फर्नांडो वालेंज़ुएला, पीएच.डी.

हमने देखा है कि हिस्टामाइन एच3 रिसेप्टर उलटा एगोनिस्ट ABT-239 डेंटेट गाइरस (DG) लॉन्ग-टर्म पोटेंशिएशन (LTP) और चूहों में मेमोरी के प्रतिधारण में PAE- प्रेरित घाटे को ठीक करता है। इसके अलावा, पीएई भी एच . बढ़ाता है3 रिसेप्टर-प्रभावक युग्मन और H . को बढ़ाता है3 डीजी (वारसचिन) में ग्लूटामेट रिलीज के रिसेप्टर-मध्यस्थता निषेध एट अल. 2018)। हम अनुमान लगाते हैं कि एच की एक पीएई-प्रेरित अंतर अभिव्यक्ति3 रिसेप्टर isoforms बढ़े हुए H . का आधार है3 रिसेप्टर-प्रभावक युग्मन और एच के साथ वह उपचार3 रिसेप्टर उलटा एगोनिस्ट, SAR152954, इन पीएई-प्रेरित बढ़े हुए निरोधात्मक प्रतिक्रियाओं को कुंद करेगा और ग्लूटामेट रिलीज और एलटीपी में पीएई-प्रेरित घाटे को कम करेगा।  उद्देश्य 1 में, हम H के rH3A और rH3C isoforms के mRNA और प्रोटीन व्यंजक पर PAE के प्रभावों की जांच करेंगे।3 रिसेप्टर्स और जांच करें कि पीएई एच के प्रति प्रतिक्रिया को कैसे बदलता है3 एगोनिस्ट मेथिमेपिप और SAR152954। एआईएम 2ए में, हम जांच करेंगे कि कैसे पीएई डेंटेट ग्रेन्युल सेल रिस्पॉन्सिबिलिटी को मेथिमेपिप और एसएआर152954 इन विट्रो में बदल देता है। उद्देश्य 2बी में, हम इन अध्ययनों को स्वतंत्र रूप से चलने वाले चूहों के जागते हुए डेंटेट गाइरस में ग्लूटामेट के स्तर में परिवर्तन के साथ संयुक्त शारीरिक प्रतिक्रियाओं की रिकॉर्डिंग तक बढ़ाएंगे।

P50 घटक 4: PAE संतानों में प्रतिक्रिया अवरोध का पार्श्विका नियंत्रण

मुख्य जाँचकर्ता: जोनाथन ब्रिगमैन, पीएच.डी.
सह-अन्वेषक: फर्नांडो वालेंज़ुएला, पीएच.डी

जीवन उपायों की गुणवत्ता पर मजबूत नकारात्मक प्रभाव के कारण एफएएसडी में कार्यकारी नियंत्रण में कमी पर ध्यान केंद्रित किया गया है। के साथ मिलकर काम करना डॉ जूलिया स्टीफेन (घटक 5), हम ध्यान और संज्ञानात्मक नियंत्रण के कार्यकारी नियंत्रण डोमेन पर तेजी से ध्यान केंद्रित कर रहे हैं। नैदानिक ​​​​रूप से, संज्ञानात्मक नियंत्रण को निरंतर प्रदर्शन कार्यों (सीपीटी) के माध्यम से मापा जाता है जो कई उत्तेजना प्रकार प्रस्तुत करते हैं और विषयों को लक्ष्य का जवाब देने की आवश्यकता होती है, लेकिन गैर-लक्षित उत्तेजनाओं का जवाब देने से रोकते हैं। हमने हाल ही में एक कृंतक टच-स्क्रीन पांच विकल्प सीपीटी (5सी-सीपीटी) को मान्य किया है और स्वस्थ मानव विषयों में इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राम (ईईजी) से प्रदर्शन के दौरान पार्श्विका बीटा ऑसिलेटरी सिग्नलिंग के मजबूत समरूपता और चूहों में ईईजी-जैसे ड्यूरा रिकॉर्डिंग के लिए सबूत हैं। जबकि डॉ. स्टीफन के नए नैदानिक ​​आंकड़े बताते हैं कि पीएई सीपीटी पर प्रतिक्रिया रोकने की क्षमता को कम करता है, इन कमियों के अंतर्निहित तंत्र को समझा नहीं जाता है। इसलिए, घटक 4 परीक्षण करेगा कि क्या पीएई के माउस मॉडल में टच-स्क्रीन 5सी-सीपीटी का उपयोग करने वाले ध्यान और प्रतिक्रिया अवरोध खराब हैं। मजबूत प्रारंभिक सबूतों को देखते हुए कि पीएई इन व्यवहारों को ख़राब करता है, हम यह जांचने के लिए ड्यूरा में ईईजी जैसी रिकॉर्डिंग करने और कोर्टेक्स के भीतर रिकॉर्डिंग करने का प्रस्ताव करते हैं कि क्या पीएई बीटा ऑसिलेटरी सिग्नलिंग को महत्वपूर्ण रूप से बदल देता है और यदि परिवर्तन न्यूरोनल फायरिंग पैटर्न या समय पर प्रभाव से संबंधित हैं। इस बात के पुख्ता सबूत हैं कि उच्च आवृत्ति दोलनों को कॉर्टिकल इंटिरियरनों की विशिष्ट आबादी द्वारा नियंत्रित किया जाता है और कई अध्ययनों से पता चला है कि ये आबादी पीएई द्वारा बदल दी गई है। इसलिए, हम इन न्यूरोनल सेल प्रकारों की संख्या और कार्य में परिवर्तन की जांच करके सीपीटी कार्यों पर घाटे के एक उपचारात्मक तंत्र के रूप में इंटिरियरनों में परिवर्तन की जांच करेंगे।

P50 घटक 5: FASD वाले बच्चों में प्रतिक्रिया अवरोध को समझना

सह-प्रमुख जांचकर्ता: जूलिया स्टीफन पीएच.डी. & दीना हिल पीएच.डी.

हम उन अंतर्निहित तंत्रों की जांच करने के लिए व्यापक P50 टीम की ताकत का लाभ उठाएंगे जो FASD वाले बच्चों में संज्ञानात्मक और व्यवहार संबंधी घाटे की ओर ले जाते हैं, जिसमें निरोधात्मक कार्य पर जोर दिया जाता है। हमने पहले एसएआरटी को एफएएसडी वाले बच्चों से एडीएचडी वाले बच्चों को अलग करने के लिए नियोजित किया था, जिससे दोनों आबादी में ध्यान की कमी के आधार पर मस्तिष्क समारोह में अंतर की जांच की गई। दिलचस्प बात यह है कि इस कार्य का उपयोग निरोधात्मक कार्य को गो/नो-गो कार्य के रूप में जांचने के लिए भी किया जा सकता है। घटक 5 परियोजना में हमारा लक्ष्य एफएएसडी वाले बच्चों के लिए उपचार लक्ष्यों की पहचान करने के लक्ष्य के साथ तंत्रिका दोलनों की भूमिका को समझने के लिए स्वस्थ नियंत्रण के सापेक्ष एफएएसडी वाले छोटे बच्चों में निरोधात्मक कार्य की जांच करना है। कार्य-विकसित तंत्रिका दोलनों और कार्य-विकसित कनेक्टिविटी उपायों की जांच के संयोजन में, हम एफएमआरआई और एमईजी दोनों का उपयोग करके आराम करने वाली राज्य कनेक्टिविटी की भी जांच करेंगे। हमारा आधार यह है कि आराम की स्थिति के दौरान उत्तेजनाओं के लिए उचित रूप से प्रतिक्रिया करने की क्षमता की मध्यस्थता में तंत्रिका दोलन एक प्राथमिक भूमिका निभाते हैं। तीन प्रीक्लिनिकल परियोजनाओं में से दो के संयोजन में, हम पीएई में तंत्रिका दोलनों की भूमिका की जांच करेंगे। हमारे पूर्व अध्ययन के विपरीत, अब हम 6-8 वर्ष की आयु सीमा में बच्चों की जांच करेंगे। हम बच्चों में निरोधात्मक कार्य के विकासात्मक प्रक्षेपवक्र के आधार पर इस आयु वर्ग के बच्चों का अध्ययन करने के लिए विशेष रूप से प्रेरित हैं। कार्य निर्देशों के अनुसार प्रतिक्रियाओं को बाधित करने की क्षमता चार साल की उम्र तक विकसित होती है और प्रतिक्रियाओं को सफलतापूर्वक बाधित करने की क्षमता किशोरावस्था के माध्यम से विकसित होती रहती है। फिर भी, यह कार्यकारी कार्य अकादमिक और सामाजिक दोनों क्षेत्रों में सफलता के साथ अत्यधिक सहसंबद्ध है। इसलिए, हम मानते हैं कि विकासात्मक प्रक्षेपवक्र में खराब निरोधात्मक कार्यप्रणाली के मार्करों की पहचान करना सफल हस्तक्षेपों के लिए सर्वोत्तम समय खिड़की प्रदान करेगा। उन तंत्रों को समझना जो निरोधात्मक कार्य में इस विफलता की ओर ले जाते हैं, इष्टतम हस्तक्षेप विकसित करने का एक महत्वपूर्ण कारक है।

प्रसवपूर्व एक्सपोजर क्लिनिक

प्रीनेटल एक्सपोजर क्लिनिक उन बच्चों के लिए बहु-विषयक मूल्यांकन प्रदान करता है, जो भ्रूण अल्कोहल स्पेक्ट्रम डिसऑर्डर (एफएएसडी) स्पेक्ट्रम या प्रसवपूर्व एक्सपोजर से संबंधित अन्य विकारों पर निदान का निर्धारण करने के लिए शराब और/या दुरुपयोग के अन्य पदार्थों के संपर्क में हैं। इन मूल्यांकनों में एक संक्षिप्त शारीरिक परीक्षा, देखभाल करने वालों के साथ साक्षात्कार, और बच्चे के संज्ञानात्मक कौशल और व्यवहार / अनुकूली कामकाज की जांच शामिल है। हमारी मूल्यांकन टीम में एक बाल रोग विशेषज्ञ, न्यूरोसाइकोलॉजिस्ट, व्यावसायिक चिकित्सक, सामाजिक कार्यकर्ता और एक मनोवैज्ञानिक शामिल हैं।

हमारी अनुवर्ती सेवाओं में स्कूली आयु वर्ग के बच्चों और किशोरों के लिए व्यापक न्यूरोसाइकोलॉजिकल परीक्षण और शैक्षिक परामर्श शामिल हैं। एक न्यूरोसाइकोलॉजिकल मूल्यांकन एक बच्चे की विशिष्ट सीखने की जरूरतों को पूरा करने के लिए व्यवहारिक हस्तक्षेप और शैक्षणिक शिक्षण रणनीतियों के लिए सिफारिशों के साथ-साथ एक बच्चे की व्यक्तिगत सीखने और व्यवहार प्रोफ़ाइल का विवरण प्रदान करेगा। हम आईईपी बैठकों में भाग लेने और स्कूल कर्मियों के साथ सीधे परामर्श करने में सक्षम हैं।

पायलट प्रोजेक्ट 6A: कॉर्टिकल एंजियोजेनेसिस में miR-150/Vezf1 एक्सिस

प्रधान अन्वेषक: एमी गार्डिनर 

हाल के अध्ययनों से पता चला है कि पीएई मस्तिष्क में असामान्य संवहनी आकारिकी और रक्त प्रवाह से जुड़ा है। पीएई के हमारे माउस मॉडल का उपयोग करते हुए, हमने पाया कि माइक्रोआरएनए (एमआईआर) -150-5p, सैकरीन नियंत्रणों की तुलना में E18 पर पीएई कॉर्टिस में काफी बढ़ गया था। miR-150 न्यूरोवास्कुलर रोगों में एंजियोजेनेसिस को विनियमित करने और विभिन्न प्रकार के ऊतकों में इस्केमिक चोट के बाद महत्वपूर्ण है। हमने एंडोथेलियल-विशिष्ट प्रतिलेखन कारक Vezf1 की पहचान miR-150 के एक उपन्यास एंजियोजेनिक लक्ष्य के रूप में की है। Vezf1 सामान्य संवहनी विकास के लिए आवश्यक है और Vegf रिसेप्टर्स Kdr और Nrp1 जैसे लक्ष्यों के ट्रांसक्रिप्शनल विनियमन के माध्यम से एंजियोजेनेसिस को नियंत्रित करता है। हम इस परिकल्पना की जांच करेंगे कि miR-150 शराब के संपर्क में आने वाले चूहों के विकासशील प्रांतस्था में एंजियोजेनेसिस को बदलने के लिए Vezf1 को नियंत्रित करता है। उद्देश्य 1 में, हम पीएई और सैक कॉर्टिस विकसित करने से पृथक प्राथमिक मस्तिष्क माइक्रोवास्कुलर एंडोथेलियल कोशिकाओं (बीएमवीईसी) का उपयोग करके पीएई के दौरान एंजियोजेनेसिस पर एमआईआर-150 और वीज़फ1 के प्रभावों का निर्धारण करेंगे। हम ट्यूब निर्माण, प्रवास और प्रसार पर miR-150 को संशोधित करने के प्रभावों का आकलन करेंगे, और क्या Vezf1 miR-150 प्रभावों का मुकाबला कर सकता है। हम उम्मीद करते हैं कि miR-150 ओवरएक्प्रेशन इन एंजियोजेनिक फेनोटाइप को बाधित करेगा और इसके विपरीत, miR-150 नॉकडाउन उन्हें बढ़ाएगा। हम यह भी उम्मीद करते हैं कि Vezf1 miR-150 प्रभाव को बेहतर बनाएगा। उद्देश्य 2 में, हम PAE के दौरान विकासशील भ्रूणों के कॉर्टिकल माइक्रोवैस्कुलचर पर Vezf150 के miR-1 विनियमन के प्रभाव की जांच करेंगे। हम FITC-isolectin B4 के साथ दागे गए ब्रेन स्लाइस का उपयोग करके भ्रूण के कॉर्टिस से माइक्रोवैस्कुलचर का विश्लेषण करेंगे। फिर हम व्यावसायिक रूप से उपलब्ध लॉक्ड न्यूक्लिक एसिड टेक्नोलॉजी (LNA™) miR-150 इनहिबिटर और miR-150/Vezf1 टारगेट साइट ब्लॉकर्स के साथ भ्रूण के अंतर्गर्भाशयी इंजेक्शन के बाद मस्तिष्क के स्लाइस का विश्लेषण करेंगे। चूंकि miR-150 मस्तिष्क और अन्य ऊतकों में एंजियोजेनेसिस को रोकता है, हम उम्मीद करते हैं कि vivo में miR-150 के निषेध के परिणामस्वरूप एक माइक्रोवैस्कुलर फेनोटाइप होगा जो सैकरीन नियंत्रणों से अधिक निकटता से मिलता जुलता है। हम आगे उम्मीद करते हैं कि miR-150/Vezf1 इंटरेक्शन को ब्लॉक करने से miR-150 प्रभाव फेनोकॉपी हो जाएगा।

पायलट प्रोजेक्ट 6B: विवो में एस्ट्रोसाइट और ऑलिगोडेंड्रिटिक डेवलपमेंट

प्रधान अन्वेषक: मंगल याया Vue 

एस्ट्रोसाइट (एएस) और ओलिगोडेंड्रोसाइट (ओएल) विकास का एक अनूठा पहलू यह है कि वे दोनों एक विस्तारित अग्रदूत कोशिका चरण से गुजरते हैं, जिसे मध्यवर्ती एस्ट्रोसाइट प्रोजेनिटर (आईएपी) और ओलिगोडेंड्रोसाइट अग्रदूत कोशिकाओं (ओपीसी) के रूप में जाना जाता है। मस्तिष्क में, IAPs और OPCs ग्रे मैटर और व्हाइट मैटर ट्रैक्ट्स में पाए जाते हैं, और स्थानीय सिग्नलिंग अणुओं, न्यूरोनल गतिविधि और सेल की चोट के प्रभाव के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। यह संपत्ति आईएपी और ओपीसी को पीएई जैसे पर्यावरणीय अपमान के प्रति संवेदनशील बनाती है और स्थायी क्षति और मस्तिष्क हानि का कारण बन सकती है। यह स्पष्ट नहीं है कि आईएपी और ओपीसी का विकास किस हद तक हुआ है vivo में विकास के दौरान मस्तिष्क के विभिन्न क्षेत्रों में पीएई से प्रभावित होते हैं। यह पायलट अध्ययन नियंत्रण और पीएई चूहों के मस्तिष्क में ग्लियोजेनेसिस की शुरुआत में स्थायी रूप से ग्लियाल प्रोजेनिटर्स (जीपी) को लेबल करने के लिए उन्नत आनुवंशिक रणनीतियों को नियोजित करेगा। IAPs और OPCs में GPs के प्रवास, प्रसार और विभेदन पर अल्कोहल के प्रभाव और अंततः AS और OL में, पुरुषों और महिलाओं के दिमाग में जनसंख्या और क्लोनल दोनों स्तरों पर दीर्घकालिक आधार पर मापा जाएगा। उद्देश्य 1 में, हम ग्रे और सफेद पदार्थ क्षेत्रों में AS और OL विकास और वितरण पर PAE के प्रभावों का निर्धारण करेंगे।  हम अनुमान लगाते हैं कि पीएई स्ट्रिएटम, नियोकोर्टेक्स, पूर्वकाल कमिसर और कॉर्पस कॉलोसम में आईएपी और ओपीसी के प्रवास, प्रसार और भेदभाव से समझौता करेगा।  उद्देश्य 2 में, हम मस्तिष्क में AS और OL वंश क्लोनों पर PAE के प्रभावों की जांच करेंगे।  हम अनुमान लगाते हैं कि पीएई एएस और ओएल वंश क्लोनों के वितरण पैटर्न और कोशिकाओं की संख्या में काफी बदलाव करेगा।