Tilbake til søkeresultatene

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

Unlocking molecular diversity in the brain-to-body gateway: spatial transcriptomics and proteomics of brainstem-to-spinal cord projections

Alternativ tittel: Molekylær mangfold i portalen fra hjernen til kroppen: Spatiell transkriptomikk og proteomikk av hjernestamme-ryggmargsprojeksjoner

Tildelt: kr 9,6 mill.

Hjernestammen kontrollerer en rekke essensielle kroppsfunksjoner slik som motorikk, respirasjon, hjerte-og-kar funksjon, hormonell regulering, smerteregulering og søvn. Av denne grunnen er hjernestammen den delen av hjernen som vi har minst råd til å miste. Selv små skader i hjernestammen kan være dødelige. Disse ulike, kritiske funksjoner styres av et stort antall nerveceller som projiserer fra hjernestammen til ryggmargen. Funksjonelle forstyrrelser knyttet til disse nervecellene er tallrike, og med mange ulike årsaker, både genetiske mutasjoner, slag (10-15% av alle hjerneslag rammer hjernestammen), multippel sklerose, utviklingsdefekter, kreftsvulster og ryggmargskader. Selv om de har svært kritiske roller i styring av kroppsfunskjoner og er knyttet til mange patologiske tilstander, har vi overraskende begrenset kunnskap om nervecellene som projiserer fra hjernestammen til ryggmargen. Vi vet hvor de ligger, og at de viser en karakteristisk anatomisk gruppering. Men mange spørsmål gjenstår. Hvor mange funksjonelle grupper egentlig finnes? Har disse helt spesifikke funksjoner eller er ulike funksjoner mer distribuert? Hvordan blir disse gruppene til utviklingsmessig, og hvilke gener styrer dette? Hvordan ender deres nervetråder i ryggmargen, og på hvilke målceller? Hovedgrunnen til at disse spørsmålene gjenstår er at vi mangler en molekylær karakterisering av nervecellene - noe som skaper i flaskehals i forståelsen av deres organisering og funksjon. Her tester vi hypotesen at nervecellene som projiserer fra hjernestammen til ryggmargen kan identifiseres funksjonelt ut i fra unike molekylær signaturer, som vi kan bruke til å oppnå helt ny kunnskap om nervecellenes anatomisk organisering og funksjon. Dette vil også gi nye muligheter til å undersøke utvikling, sykdomsmekansimer, genetiske faktorer og potensielle terapeutiske behandlinger, og vil derved munne ut i dypere innskt i funksjonen til disse nervecellene både normalt og knyttet til sykdom og skader.

Packed with an intricate assembly of neurons and circuits serving vital functions (motor, respiratory, cardiovascular, endocrine and exocrine control, temperature and pain regulation, sleep) the brainstem is the LEAST expendable part of the brain. These critical functions are mediated by a large population of brainstem-to-spinal cord neurons. Functional disorders linked to these neurons are numerous, with diverse causes: genetic mutations, strokes (10-15% occur in the brainstem), multiple sclerosis, congenital defects, tumors, spinal cord injuries. Given their essential functions, we test here the hypothesis that brainstem-to-spinal cord neurons can be functionally identified by unique molecular signatures, which we will use to leverage unprecedented mapping and experimental manipulation of this complex and poorly understood gateway from brain to body, thereby obtaining deep insight into their function in health and disease. Despite their essential role in critical body functions and a broad spectrum of disease states, knowledge about the brainstem-to-spinal cord neurons is remarkably limited. We know where they are located, and that they exhibit stereotypic clustering in the brainstem. But many central questions remain unanswered: How many distinct neuron groups exist? Are functions group-specific or more diffusely distributed? How are different neuron groups patterned genetically and developmentally? How do their axons terminate in the spinal cord and mediate function? The main reason for this knowledge gap is that we lack a comprehensive molecular characterization of brainstem-to-spinal cord neurons - a huge bottleneck in understanding motor and autonomic control, and in developing more precise tools for experimental manipulation. A comprehensive molecular characterization of brainstem-to-spinal cord neuron diversity will provide new avenues for exploring disease mechanisms, gene linkage and potential therapeutics.

Budsjettformål:

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

Finansieringskilder