Une variante intronique de CHD7 identifiée chez les patients autistes interfère avec la différenciation et le développement neuronaux

Aperçu: G.M.

La composition génétique joue un rôle essentiel dans la pathogenèse du "trouble du spectre de l'autisme" (TSA). En particulier, des variantes introniques héréditaires et de novo sont souvent observées chez les patients avec un diagnostic de TSA. Cependant, la signification biologique des variants introniques est difficile à aborder. Ici, parmi une cohorte chinoise de TSA, nous avons identifié un variant intronique héréditaire récurrent dans le gène CHD7, qui est spécifiquement enrichi dans les populations d'Asie de l'Est. CHD7 a été impliqué dans de nombreux troubles du développement, y compris le syndrome CHARGE et le TSA.
Pour déterminer si le variant intronique CHD7 associé au TSA affecte le développement neural, nous avons établi des cellules souches embryonnaires humaines portant ce variant à l'aide des méthodes CRISPR / Cas9 et avons constaté que le niveau d'ARNm de CHD7 diminuait considérablement par rapport au témoin. Lors de la différenciation vers la lignée neuronale du cerveau antérieur, nous avons constaté que les cellules neurales portant le variant intronique CHD7 présentaient un retard de développement et des défauts de maturité. Surtout, nous avons constaté que TBR1, un gène également impliqué dans les TSA, était significativement augmenté dans les neurones porteurs du variant intronique CHD7, ce qui suggère la pertinence intrinsèque des gènes des TSA.
En outre, les défauts morphologiques trouvés dans les neurones porteurs de mutations introniques CHD7 ont été sauvés en renversant TBR1, indiquant que TBR1 peut être responsable des défauts dans les troubles liés à CHD7.
Enfin, le variant intronique CHD7 a généré trois formes anormales de transcrits par épissage alternatif, qui ont tous présenté une perte de fonction dans les tests fonctionnels. 

Notre étude fournit des preuves cruciales soutenant la notion que la variante intronique de CHD7 est potentiellement un site de susceptibilité à l'autisme, apportant un nouvel éclairage sur l'identification des fonctions des variantes introniques dans les études génétiques de l'autisme. 

. 2021 May 4. doi: 10.1007/s12264-021-00685-w. 

An Intronic Variant of CHD7 Identified in Autism Patients Interferes with Neuronal Differentiation and Development

Ran Zhang ^{#  1   2   3} , Hui He ^{#  1   2   3} , Bo Yuan ^{#  1   2   3} , Ziyan Wu  ^{1   2   3} , Xiuzhen Wang  ^{1   2   3} , Yasong Du  ⁴ , Yuejun Chen  ^{5   6   7} , Zilong Qiu  ^{8   9   10}

Affiliations

• PMID: 33948885
• DOI: 10.1007/s12264-021-00685-w

Abstract

Genetic composition plays critical roles in the pathogenesis of autism spectrum disorder (ASD). Especially, inherited and de novo intronic variants are often seen in patients with ASD. However, the biological significance of intronic variants is difficult to address. Here, among a Chinese ASD cohort, we identified a recurrent inherited intronic variant in the CHD7 gene, which is specifically enriched in East Asian populations. CHD7 has been implicated in numerous developmental disorders including CHARGE syndrome and ASD. To investigate whether the ASD-associated CHD7 intronic variant affects neural development, we established human embryonic stem cells carrying this variant using CRISPR/Cas9 methods and found that the level of CHD7 mRNA significantly decreased compared to control. Upon differentiation towards the forebrain neuronal lineage, we found that neural cells carrying the CHD7 intronic variant exhibited developmental delay and maturity defects. Importantly, we found that TBR1, a gene also implicated in ASD, was significantly increased in neurons carrying the CHD7 intronic variant, suggesting the intrinsic relevance among ASD genes. Furthermore, the morphological defects found in neurons carrying CHD7 intronic mutations were rescued by knocking down TBR1, indicating that TBR1 may be responsible for the defects in CHD7-related disorders. Finally, the CHD7 intronic variant generated three abnormal forms of transcripts through alternative splicing, which all exhibited loss-of-function in functional assays. Our study provides crucial evidence supporting the notion that the intronic variant of CHD7 is potentially an autism susceptibility site, shedding new light on identifying the functions of intronic variants in genetic studies of autism.

Keywords: Autism; CHD7; Inherited variant; Intronic variant; TBR1.

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