La protéine CYFIP1 associée à l'autisme et à la schizophrénie régule la connectivité et le comportement cérébraux bilatéraux

Aperçu: G.M.

Des variantes en nombre de copies du gène CYFIP1 chez l'homme ont été liées aux "troubles du spectre de l'autisme" (TSA) et à la schizophrénie (SCZ), deux troubles neuropsychiatriques caractérisés par des défauts de connectivité cérébrale. 

Nous montrons ici que CYFIP1 joue un rôle important dans la connectivité fonctionnelle du cerveau et les fonctions calleuses. 

Nous trouvons que les souris Cyfip1-hétérozygotes ont une connectivité fonctionnelle réduite et des défauts dans l'architecture de la substance blanche, similaires aux phénotypes trouvés chez les patients avec un diagnostic de TSA, de SCZ et d'autres troubles neuropsychiatriques. 

Les souris déficientes en Cyfip1 présentent également une diminution de la myélinisation des axones calleux, une altération de la fonction présynaptique et une altération de la connectivité bilatérale. 

Enfin, le déficit en Cyfip1 conduit à des anomalies de la coordination motrice, de la synchronisation sensorimotrice et de la perception sensorielle, qui sont également des symptômes associés à un trouble neuropsychiatrique. 

Ces résultats montrent que l'haplo-insuffisance de Cyfip1 compromet la connectivité et la fonction du cerveau, ce qui pourrait expliquer son association génétique avec des troubles neuropsychiatriques.

Nat Commun. 2019 Aug 1;10(1):3454. doi: 10.1038/s41467-019-11203-y.

The autism- and schizophrenia-associated protein CYFIP1 regulates bilateral brain connectivity and behaviour

Domínguez-Iturza N^1,2, Lo AC¹, Shah D^3,4, Armendáriz M⁵, Vannelli A¹, Mercaldo V¹, Trusel M¹, Li KW⁶, Gastaldo D¹, Santos AR^2,7, Callaerts-Vegh Z⁸, D'Hooge R⁸, Mameli M¹, Van der Linden A³, Smit AB⁶, Achsel T^1,2, Bagni C^9,10,11.

Author information

1

Department of Fundamental Neurosciences, University of Lausanne, 1005, Lausanne, Switzerland.

2

Department of Human Genetics KU Leuven, VIB Center for Brain & Disease Research, 3000, Leuven, Belgium.

3

Department of Biomedical Sciences, Bio-Imaging Laboratory, University of Antwerp, 2610, Antwerp, Belgium.

4

Department of Neuroscience KU Leuven, VIB Center for Brain & Disease Research, 3000, Leuven, Belgium.

5

Department of Neurosciences, Laboratory of Neuro- and Psychophysiology, KU Leuven, 3000, Leuven, Belgium.

6

Department of Molecular and Cellular Neurobiology, Center for Neurogenomics and Cognitive Research, VU University Amsterdam, 1081, Amsterdam, The Netherlands.

7

VIB Discovery Sciences, Bioincubator, 3001, Heverlee, Belgium.

8

Faculty of Psychology and Educational Sciences, KU Leuven, Laboratory of Biological Psychology, 3000, Leuven, Belgium.

9

Department of Fundamental Neurosciences, University of Lausanne, 1005, Lausanne, Switzerland. Claudia.Bagni@unil.ch.

10

Department of Human Genetics KU Leuven, VIB Center for Brain & Disease Research, 3000, Leuven, Belgium. Claudia.Bagni@unil.ch.

11

Department of Biomedicine and Prevention, University of Rome Tor Vergata, 00133, Rome, Italy. Claudia.Bagni@unil.ch.

Abstract

Copy-number variants of the CYFIP1 gene in humans have been linked to autism spectrum disorders (ASD) and schizophrenia (SCZ), two neuropsychiatric disorders characterized by defects in brain connectivity. Here, we show that CYFIP1 plays an important role in brain functional connectivity and callosal functions. We find that Cyfip1-heterozygous mice have reduced functional connectivity and defects in white matter architecture, similar to phenotypes found in patients with ASD, SCZ and other neuropsychiatric disorders. Cyfip1-deficient mice also present decreased myelination in the callosal axons, altered presynaptic function, and impaired bilateral connectivity. Finally, Cyfip1 deficiency leads to abnormalities in motor coordination, sensorimotor gating and sensory perception, which are also known neuropsychiatric disorder-related symptoms. These results show that Cyfip1 haploinsufficiency compromises brain connectivity and function, which might explain its genetic association to neuropsychiatric disorders.

PMID: 31371726

DOI: 10.1038/s41467-019-11203-y

Haploinsufficiency of cyfip1 produces fragile x-like phenotypes in mice.

Traduction: G.M.

L'haplo-insuffisance de cyfip1 produit des phénotypes X fragile chez des souris 

Bozdagi O, Sakurai T, Dorr N, Pilorge M, Takahashi N, Buxbaum JD.

Source 

Seaver Autism Center for Research and Treatment, Mount Sinai School of Medicine, New York, New York, United States of America.

CONTEXTE  

La variation du nombre de copies (CNV) dans la région 15q11.2, qui comprend un gène qui code pour CYFIP1 (cytoplasmique interacting protein FMR1 1), a été impliquée dans l'autisme, la déficience intellectuelle et d'autres phénotypes neuropsychiatriques.

Dans la présente étude, nous avons étudié la fonction de Cyfip1 dans la physiologie synaptique et le comportement, en utilisant des souris avec une disruption du gène Cyfip1.

MÉTHODOLOGIE/Principales constatations

Nous avons observé que la dépression à long terme (LTD) dépendant des récepteurs metabotropic du glutamate (mGluR) chez les souris Cyfip1 induite par une stimulation double choc à basse fréquence (PP-EPA) a été significativement augmentée par rapport aux souris non modifiées.
En outre, mGluR-LTD n'a pas été affectée, en présence d'inhibiteur de la synthèse des protéines chez les souris hétérozygotes Cyfip1, alors que le même traitement chez les contrôles non modifiées d'une meme portée inhibe le LTD.
Les antaonistes mGluR-(RS) -3,5-dihydroxyphénylglycine (DHPG) induits par LTD ont également augmenté de façon significative dans des coupes d'hippocampe de souris hétérozygotes Cyfip1 et ont montré une nouvelle fois l'indépendance de la synthèse des protéines uniquement chez les animaux hétérozygotes.
En outre, nous avons observé que la cible mammalienne de l'inhibiteur rapamycine de la rapamycine inhibiteur (mTOR) était seulement efficace pour réduire mGluR-LTD chez les animaux de type sauvage.
Sur le plan comportemental, les souris hétérozygotes Cyfip1 montré une extinction améliorée de l'annulation de l'inhibition.
L'application à la fois des antagonistes mGluR5 et mGluR1 à des groupes de souris hétérozygotes Cyfip1 inverse l'augmentation de la DHPG induite par LTD chez ces souris.

CONCLUSIONS / signification

Ces résultats démontrent que l'haplo-insuffisance de Cyfip1 imite les principaux aspects du phénotype des souris déficientes FMR1 et qui sont compatibles avec l'hypothèse que ces effets sont médiés par l'interaction de la protéine FMRP et Cyfip1 en régulant l'activité dépendant de la traduction.