Forte corrélation entre les gènes déréglés liés à la transmission synaptique et les mitochondries dans le cortex cérébral de l'autisme post-mortem

Aperçu: G.M.

Des études génétiques sur l'autisme ont mis en évidence un groupe hétérogène de loci et de gènes. En outre, l'environnement peut être un facteur supplémentaire conférant la susceptibilité à l'autisme. Les études sur le transcriptome étudient les différences quantitatives dans l'expression génique entre les tissus dérivés du patient et les contrôles. Ces études peuvent identifier des gènes pertinents pour la physiopathologie tout en évitant le besoin de comprendre l'architecture génétique ou les interactions gène par environnement menant au trouble.

L'équipe a effectué d'autres analyses d'enrichissement des ensembles de gènes en utilisant des gènes différentiellement exprimés d'une étude de séquençage de l'ARN (RNA-seq) publiée antérieurement sur le cortex cérébral autistique post-mortem. Les chercheurs ont utilisé trois ensembles de données de puces à ADN publiées précédemment pour la validation et l'un des ensembles de données de puces à ADN pour l'analyse d'expression différentielle supplémentaire.  

L'étude RNA-seq s'est fondée sur 26 cerveaux autistes et 33 témoins dans l'analyse de l'expression génique différentielle, et la plus grande base de données de microréseau contenait 15 cerveaux autistes et 16 cerveaux témoins post-mortem.Les chercheurs ont découvert que les gènes associés à la fonction mitochondriale étaient régulés à la baisse dans le cortex cérébral autiste par rapport au contrôle. Ces gènes étaient corrélés avec des gènes liés à la fonction synaptique. Ils ont validé ces résultats à travers les multiples ensembles de données de microarray. L'équipe a également séparé les analyses d'expression différentielle et d'enrichissement des ensembles de gènes pour confirmer l'importance de la voie mitochondriale parmi les gènes régulés à la baisse dans le cortex cérébral de l'autisme post-mortem.Ces résultats peuvent potentiellement se répliquer dans d'autres maladies, telles que la schizophrénie. 

Cliquer ICI pour accéder à l'intégralité de l'article en anglais

J Neurodev Disord. 2018 Jun 1;10(1):18. doi: 10.1186/s11689-018-9237-x.

Strong correlation of downregulated genes related to synaptic transmission and mitochondria in post-mortem autism cerebral cortex

Schwede M¹, Nagpal S¹, Gandal MJ^2,3, Parikshak NN^2,3, Mirnics K^4,5, Geschwind DH^2,3, Morrow EM^6,7,8,9.

Author information

1

Department of Molecular Biology, Cell Biology and Biochemistry, and Carney Institute for Brain Science, Brown University, Providence, RI, 02912, USA.

2

Department of Human Genetics, David Geffen School of Medicine, University of California, Los Angeles, Los Angeles, CA, 90095, USA.

3

Program in Neurogenetics, Department of Neurology, David Geffen School of Medicine, University of California, Los Angeles, Los Angeles, CA, 90095, USA.

4

Department of Psychiatry and Kennedy Center for Research on Human Development, Vanderbilt University, Nashville, TN, 37203, USA.

5

Present address: Department of Psychiatry, Munroe-Meyer Institute, University of Nebraska Medical Center, Omaha, NE, 68198, USA.

6

Department of Molecular Biology, Cell Biology and Biochemistry, and Carney Institute for Brain Science, Brown University, Providence, RI, 02912, USA. eric_morrow@brown.edu.

7

Developmental Disorders Genetics Research Program, Emma Pendleton Bradley Hospital and Department of Psychiatry and Human Behavior, Alpert Medical School of Brown University, East Providence, RI, 02915, USA. eric_morrow@brown.edu.

8

Hassenfeld Child Health Innovation Institute, Brown University, Providence, RI, 02912, USA. eric_morrow@brown.edu.

9

Laboratories for Molecular Medicine, Brown University, 70 Ship Street, Box G-E4, Providence, RI, 02912, USA. eric_morrow@brown.edu.

Abstract

BACKGROUND:

Genetic studies in autism have pinpointed a heterogeneous group of loci and genes. Further, environment may be an additional factor conferring susceptibility to autism. Transcriptome studies investigate quantitative differences in gene expression between patient-derived tissues and control. These studies may pinpoint genes relevant to pathophysiology yet circumvent the need to understand genetic architecture or gene-by-environment interactions leading to disease.

METHODS:

We conducted alternate gene set enrichment analyses using differentially expressed genes from a previously published RNA-seq study of post-mortem autism cerebral cortex. We used three previously published microarray datasets for validation and one of the microarray datasets for additional differential expression analysis. The RNA-seq study used 26 autism and 33 control brains in differential gene expression analysis, and the largest microarray dataset contained 15 autism and 16 control post-mortem brains.

RESULTS:

While performing a gene set enrichment analysis of genes differentially expressed in the RNA-seq study, we discovered that genes associated with mitochondrial function were downregulated in autism cerebral cortex, as compared to control. These genes were correlated with genes related to synaptic function. We validated these findings across the multiple microarray datasets. We also did separate differential expression and gene set enrichment analyses to confirm the importance of the mitochondrial pathway among downregulated genes in post-mortem autism cerebral cortex.

CONCLUSIONS:

We found that genes related to mitochondrial function were differentially expressed in autism cerebral cortex and correlated with genes related to synaptic transmission. Our principal findings replicate across all datasets investigated. Further, these findings may potentially replicate in other diseases, such as in schizophrenia.

PMID:29859039

DOI:10.1186/s11689-018-9237-x