Aperçu: G.M.
Le "trouble du spectre de l'autisme" (TSA) est hautement héréditaire mais génétiquement hétérogène. Les circuits neuronaux affectés et les types de cellules restent flous et peuvent varier à différents stades de développement.
En
analysant plusieurs ensembles de profils de transcriptome
monocellulaire humain, les chercheurs ont constaté que les candidats TSA ont
montré une expression de gènes relativement enrichie dans les neurones,
en particulier dans les neurones inhibiteurs.
Les
candidats TSA étaient également plus susceptibles d'être les centres du
module du gène de co-expression qui est fortement exprimé dans les
neurones inhibiteurs, une caractéristique non détectée pour les neurones
excitateurs.
En
outre, ils ont trouvé que les gènes régulés dans plusieurs
échantillons de cortex TSA étaient enrichis avec des gènes hautement
exprimés dans les neurones inhibiteurs, suggérant une augmentation
potentielle des neurones inhibiteurs et un déséquilibre entre les
neurones excitateurs et inhibiteurs dans les cerveaux TSA.
De plus, les cibles en aval de plusieurs candidats TSA, tels que CHD8,
EHMT1 et SATB2, ont également affiché une expression enrichie dans les
neurones inhibiteurs.
Pris ensemble, ces analyses de données transcriptomiques
monocellulaires suggèrent que les neurones inhibiteurs peuvent être un
sous-type neuronal majeur affecté par la perturbation des réseaux de
gènes TSA, fournissant une preuve fonctionnelle cellulaire unique pour
soutenir l'hypothèse de déséquilibre excitateur / inhibiteur (E / I).
Transl Psychiatry. 2018 Jan 10;8(1):13. doi: 10.1038/s41398-017-0058-6.
Enriched expression of genes associated with autism spectrum disorders in human inhibitory neurons
Wang P1, Zhao D1, Lachman HM1,2,3,4, Zheng D5,6,7.
Author information
- 1
- Department of Genetics, Albert Einstein College of Medicine, 1300 Morris Park Ave., Bronx, NY, USA.
- 2
- Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, Albert Einstein College of Medicine, 1300 Morris Park Ave., Bronx, NY, USA.
- 3
- Department of Neuroscience, Albert Einstein College of Medicine, 1300 Morris Park Ave., Bronx, NY, USA.
- 4
- Department of Medicine, Albert Einstein College of Medicine, 1300 Morris Park Ave., Bronx, NY, USA.
- 5
- Department of Genetics, Albert Einstein College of Medicine, 1300 Morris Park Ave., Bronx, NY, USA. deyou.zheng@einstein.yu.edu.
- 6
- Department of Neuroscience, Albert Einstein College of Medicine, 1300 Morris Park Ave., Bronx, NY, USA. deyou.zheng@einstein.yu.edu.
- 7
- Department of Neurology, Albert Einstein College of Medicine, 1300 Morris Park Ave., Bronx, NY, USA. deyou.zheng@einstein.yu.edu.
Abstract
Autism
spectrum disorder (ASD) is highly heritable but genetically
heterogeneous. The affected neural circuits and cell types remain
unclear and may vary at different developmental stages. By analyzing
multiple sets of human single cell transcriptome profiles, we found that
ASD candidates showed relatively enriched gene expression in neurons,
especially in inhibitory neurons. ASD candidates were also more likely
to be the hubs of the co-expression gene module that is highly expressed
in inhibitory neurons, a feature not detected for excitatory neurons.
In addition, we found that upregulated genes in multiple ASD cortex
samples were enriched with genes highly expressed in inhibitory neurons,
suggesting a potential increase of inhibitory neurons and an imbalance
in the ratio between excitatory and inhibitory neurons in ASD brains.
Furthermore, the downstream targets of several ASD candidates, such as
CHD8, EHMT1 and SATB2, also displayed enriched expression in inhibitory
neurons. Taken together, our analyses of single cell transcriptomic data
suggest that inhibitory neurons may be a major neuron subtype affected
by the disruption of ASD gene networks, providing single cell functional
evidence to support the excitatory/inhibitory (E/I) imbalance
hypothesis.
- PMID:29317598
- DOI:10.1038/s41398-017-0058-6
