Amélioration de l'expression du rythme circadien et des gènes de la matrice extracellulaire dans le cortex préfrontal médian d'un rat acide valproïque modèle de l'autisme

Aperçu: G.M.

Les troubles du spectre de l'autisme (ASD) sont un groupe hautement hétérogène de troubles du développement neurologique causés par un interaction complexe entre divers gènes et facteurs environnementaux pendant le développement embryonnaire. Les changements aux niveaux moléculaire, cellulaire et neuroanatomique sont particulièrement évidents dans le cortex préfrontal médian (mPFC) des personnes avec un diagnostic de TSA et contribuent particulièrement aux déficiences sociales. Dans la présente étude, l'hypothèse selon laquelle l'évolution du développement neuronal et de la plasticité, comme on le voit dans la mPFC des ASD, peut résulter d'une expression aberrante de gènes fonctionnellement connectés a été testée.

Cette enquête a identifié deux sous-groupes de gènes exprimés différemment dans le mPFC des rats VPA: un groupe de gènes fonctionnellement impliqué dans la régulation du rythme circadien, tandis que le second groupe englobe un ensemble de gènes de collagène exprimés différemment agissant dans la matrice extracellulaire. En fin de compte, l'analyse de transcriptome intégrée a identifié un sous-ensemble distinct de réseaux de gènes altérés dans le mPFC des rats VPA, contribuant à notre compréhension de l'autisme au niveau moléculaire, fournissant ainsi une nouvelle compréhension des altérations génétiques associées à ce trouble du développement neurologique. 

Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2017 Apr 10. pii: S0278-5846(16)30487-0. doi: 10.1016/j.pnpbp.2017.04.009.

Altered expression of circadian rhythm and extracellular matrix genes in the medial prefrontal cortex of a valproic acid rat model of autism

Loohuis NF¹, Martens GJ², van Bokhoven H¹, Kaplan BB³, Homberg JR¹, Aschrafi A⁴.

Author information

1

Department of Cognitive Neuroscience, Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour, Radboud University Medical Centre, Nijmegen, The Netherlands.

2

Department of Molecular Animal Physiology, Donders Institute for Brain, Cognition and Behavior, Radboud Institute for Molecular Life Sciences (RIMLS), Radboud University, Nijmegen, The Netherlands.

3

Laboratory of Molecular Biology, National Institute of Mental Health, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892, USA.

4

Laboratory of Molecular Biology, National Institute of Mental Health, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892, USA. Electronic address: armaz.aschrafi@nih.gov

Abstract

Autism spectrum disorders (ASD) are a highly heterogeneous group of neurodevelopmental disorders caused by complex interplay between various genes and environmental factors during embryonic development. Changes at the molecular, cellular and neuroanatomical levels are especially evident in the medial prefrontal cortex (mPFC) of ASD patients and are particularly contributing to social impairments. In the present study we tested the hypothesis that altered neuronal development and plasticity, as seen in the mPFC of ASD individuals, may result from aberrant expression of functionally connected genes. Towards this end, we combined transcriptome sequencing and computational gene ontology analysis to identify the molecular networks impaired in the mPFC of a valproic acid (VPA) rat model of autism. This investigation identified two subsets of genes differentially expressed in the mPFC of VPA rats: one group of genes being functionally involved in the regulation of the circadian rhythm, while the second group encompasses a set of differentially expressed collagen genes acting within the extracellular matrix. Ultimately, our integrated transcriptome analysis identified a distinct subset of altered gene networks in the mPFC of VPA rats, contributing to our understanding of autism at the molecular level, thus providing novel insight into the genetic alterations associated with this neurodevelopmental disorder.

Copyright © 2016. Published by Elsevier Inc.

PMID: 28408291

DOI: 10.1016/j.pnpbp.2017.04.009