# The Structural and Molecular Basis of Blast-Induced Vascular Injury

> **NIH VA I01** · JAMES J PETERS VA  MEDICAL CENTER · 2020 · —

## Abstract

Traumatic  brain  injury  (TBI)  has  been  a  major  cause  of  mortality  and  morbidity  in  the  recent 
conflicts  in  Iraq  and  Afghanistan.  Much  concern  exists  over  the  role  of  TBI  in  the  chronic 
cognitive and behavioral effects that can develop during or after military service. Most injuries in 
the  recent  conflicts  have  been  mild  TBIs  (mTBIs)  due  to  blast  exposure.  Vascular  damage  is 
well  established  as  a  significant  component  of  blast  injury.  Indeed  under  the  conditions  of 
exposure in the model under study at the histological level the cerebral vasculature seems to be 
selectively  vulnerable.  Using  micro  computed  tomography  (CT)  scanning  we  found  that  blast 
induces  widespread  attenuation  of  the  brain  vasculature.  In  proteomic  studies  on  isolated 
microvascular  preparations  obtained  two  months  following  injury  one  of  the  most  highly  altered 
proteins  identified  by  mass  spec  (MS)  was  found  to  be  glial  fibrillary  acidic  protein  (GFAP), 
which  was  decreased  by  blast-­exposure.  This  finding  was  confirmed  by  Western  blotting  on 
isolated  microvascular  preps.  The  loss  of  GFAP  seemed  to  suggest  that  following  blast  injury 
astrocytic  endfeet  were  becoming  detached  from  cerebral  vessels  and  immunostaining  of 
isolated  microvascular  preps  supported  this  speculation.  Interestingly  of  the  first  9  proteins 
identified  by  MS  several  others  were  neuronal  intermediate  filament  proteins  including  the 
neurofilament heavy chain (NF-­H) and α-­ internexin, which like GFAP, were decreased following 
blast  injury.  Loss  of  these  proteins  suggests  that  nerve  terminals  become  detached  from 
cerebral  vessels  as  well.  Disrupted  gliovascular and  neurovascular  connections  could  affect  a 
number  of  cerebral  functions.  The  proposed  studies  will  determine  the  chronic  structural  and 
functional  consequences  of  blast  injury  on  the  vasculature  in  a  rat  model  of  low-­level  blast 
exposure.  The  studies  will  utilize  quantitative  immunohistochemistry,  stereology,  electron 
microscopy,  Western blotting  of  isolated  microvascular preps,  micro  CT  scanning and  behavior. 
We  will  test  the  hypothesis  that  blast  injury  causes  widespread  loss  of  gliovascular  and 
neurovascular connections and determine the functional consequences. We will also determine 
whether  a  treatment  that  improves  the  post-­traumatic  stress  disorder  (PTSD)-­related behavioral 
traits  that  develop  in  this  model  stimulates  gliovascular  and  neurovascular  connections  as  well 
improves the vascular pathology observed on micro CT scanning. Three-­time points post-­
blast exposure  will  be  examined  (48 hours,  6  weeks  and  8  months)  to  capture the  evolution  of 
the injury from acute into subacute and chronic phases.

## Key facts

- **NIH application ID:** 9815333
- **Project number:** 5I01BX004067-02
- **Recipient organization:** JAMES J PETERS VA  MEDICAL CENTER
- **Principal Investigator:** Gregory A. Elder
- **Activity code:** I01 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** VA
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** —
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2019-04-01 → 2023-03-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9815333

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9815333, The Structural and Molecular Basis of Blast-Induced Vascular Injury (5I01BX004067-02). Retrieved via AI Analytics 2026-05-25 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9815333. Licensed CC0.

---

*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*