Characterizing the spatiotemporal regulation of lipid metabolism during neurodevelopment

Lipid metabolism is functionally regulated during neurodevelopment in order to
help generate, shape, and remodel the nervous system, from the earliest stages of
embryogenesis to the final years of life. Today we known the structures of most
brain lipids and their biosynthetic pathways, yet we still do not know how lipid
metabolism and composition are spatially and temporally programmed during
neurodevelopment and maintained to attenuate neurodegeneration. The aims of this research project are to establish an in-depth lipidome compendium of the
developing mouse brain, and to use this framework to investigate how the central lipid transfer protein PITPα mediates its functional impact on neural development and maintenance. To this end, we will develop a mass spectrometry-based platform for quantitative in situ lipid analysis of mouse brain sections. We will use this technology to compile detailed lipidomic maps across distinct mouse brain regions at different stages of neurodevelopment.

Nervesystemets udvikling og vækst er tæt koblet med biosyntese af et væld af
forskellige lipid molekyler. Disse lipid molekyler danner og funktionaliserer
cellemembraner og fungerer tilmed som signalstoffer med indvirkning på celledeling og differentiering af neurale stam celler, som i sidste instans bliver de primære bestanddele af den fuld udviklede hjerne. Vigtigheden af en koordineret og reguleret lipid biosyntese ses blandt andet ved, at lipider udgør halvdelen af alle biomolekyler i den fuldt udviklede hjerne, at både forskellige celletyper og anatomiske strukturer i hjernen har markant forskellige sammensætninger af lipid molekyler, og at neurodegenerative sygdomme ofte kan forårsages af lipid metabolske defekter. Det er i dag stadigt uklart hvilke molekylære mekanismer, der tidsmæssigt koordinerer og styrer syntesen af lipid molekyler under nervesystemets udvikling, og hvorfor forskellige hjernevæv besidder forskellige lipid sammensætninger. Formålet med det nærværende forskningsprojekt er at udvikle ny teknologi, som tillader kvantitativ analyse af lipid molekyler direkte fra hjernebiopsier, samt at benytte denne teknologi til at kortlægge reguleringen af lipid biosyntese i forskellige embryonale væv, som under nervesystemets udvikling i mus giver ophav til forskellige anatomiske strukturer med forskellige lipid sammensætninger og neurale funktioner.