Affichage des articles dont le libellé est dendrites. Afficher tous les articles
Affichage des articles dont le libellé est dendrites. Afficher tous les articles

05 janvier 2018

ANKRD11 associé à la déficience intellectuelle et à l'autisme régule la différenciation des dendrites via la voie de signalisation BDNF / TrkB

Aperçu: G.M.
L'haplo-insuffisance  de ANKRD11 en raison de mutations de suppression ou de troncature provoque le syndrome de KBG, un désordre génétique rare caractérisé par une déficience intellectuelle, un "trouble du spectre de l'autisme", et des anomalies craniofacial. Cependant, on sait peu de choses sur le rôle neurobiologique de ANKRD11 pendant le développement du cerveau.  
Ici, l'équipe montre que ANKRD11 régule la migration des neurones pyramidaux et la différenciation dendritique dans le cortex cérébral en développement. En utilisant une approche de manipulation in utero, nous avons trouvé que le knockdown de Ankrd11 retardait la migration radiale des neurones corticaux. Les neurones déficients en ANKRD11 présentaient une croissance et une ramification des dendrites nettement réduites ainsi qu'une morphologie anormale de la colonne dendritique. Ankrd11 knockdown a supprimé l'acétylation de molécules épigénétiques telles que p53 et Histone H3. De plus, les niveaux d'ARNm des gènes liés à la croissance de Trkb, Bdnf et neurites ont été régulés à la baisse dans les neurones corticaux déficients en ANKRD11. La région du promoteur Trkb était largement dépourvue d'Histone H3 et de p53 acétylées, et était plutôt occupée par MeCP2 et DNMT1. La surexpression de TrkB a sauvé la croissance anormale des dendrites dans ces cellules. 
Ces résultats démontrent un nouveau rôle pour ANKRD11 dans la différenciation des neurones au cours du développement du cerveau et suggèrent une modification épigénétique comme une caractéristique moléculaire clé sous-jacente au syndrome KBG.

Neurobiol Dis. 2017 Dec 21. pii: S0969-9961(17)30293-0. doi: 10.1016/j.nbd.2017.12.008.

ANKRD11 associated with intellectual disability and autism regulates dendrite differentiation via the BDNF/TrkB signaling pathway

Author information

1
Department of Developmental Neuroscience, Munroe-Meyer Institute, University of Nebraska Medical Center, Omaha, NE 68198, United States.
2
Department of Developmental Neuroscience, Munroe-Meyer Institute, University of Nebraska Medical Center, Omaha, NE 68198, United States. Electronic address: wooyang.kim@unmc.edu.

Abstract

Haploinsufficiency of ANKRD11 due to deletion or truncation mutations causes KBG syndrome, a rare genetic disorder characterized by intellectual disability, autism spectrum disorder, and craniofacial abnormalities. However, little is known about the neurobiological role of ANKRD11 during brain development. Here we show that ANKRD11 regulates pyramidal neuron migration and dendritic differentiation in the developing moue cerebral cortex. Using an in utero manipulation approach, we found that Ankrd11 knockdown delayed radial migration of cortical neurons. ANKRD11-deficient neurons displayed markedly reduced dendrite growth and branching as well as abnormal dendritic spine morphology. Ankrd11 knockdown suppressed acetylation of epigenetic molecules such as p53 and Histone H3. Furthermore, the mRNA levels of Trkb, Bdnf, and neurite growth-related genes were downregulated in ANKRD11-deficient cortical neurons. The Trkb promoter region was largely devoid of acetylated Histone H3 and p53, and was instead occupied with MeCP2 and DNMT1. Overexpression of TrkB rescued abnormal dendrite growth in these cells. Our findings demonstrate a novel role for ANKRD11 in neuron differentiation during brain development and suggest an epigenetic modification as a potential key molecular feature underlying KBG syndrome.

KEYWORDS:

ANKRD11; Arborization; Autism; BDNF; Dendrite; Dendritic spine; Histone acetylation; Intellectual disability; TrkB
PMID:29274743
DOI:10.1016/j.nbd.2017.12.008

09 décembre 2017

Éléments fondamentaux dans l'autisme: de la neurogenèse et de la croissance des neurites à la plasticité synaptique

Aperçu: G.M.
Le trouble du spectre autistique (TSA) est un ensemble de troubles neurodéveloppementaux avec une prévalence élevée et un impact sur la société. Les TSA sont caractérisés par des déficits dans le comportement social et la fonction cognitive. Il existe une forte base génétique sous-jacente aux TSA, qui est très hétérogène; Cependant, plusieurs études ont souligné l'implication de processus clés, y compris la neurogenèse, la croissance des neurites, la synaptogenèse et la plasticité synaptique dans la physiopathologie des troubles neurodéveloppementaux. 
Dans cette revue d'articles, les auteurs se sont intéressés aux principaux gènes et voies de signalisation impliqués dans les TSA. et aux études cellulaires, moléculaires et fonctionnelles qui ont mis en lumière des voies dérégulées communes en utilisant des preuves in vitro, in vivo et humaines.


Front Cell Neurosci. 2017 Nov 20;11:359. doi: 10.3389/fncel.2017.00359. eCollection 2017.

Fundamental Elements in Autism: From Neurogenesis and Neurite Growth to Synaptic Plasticity

Author information

1
Department of Biology, Boston University, Boston, MA, United States.
2
Department of Pharmacology & Experimental Therapeutics, Boston University School of Medicine, Boston, MA, United States.

Abstract

Autism spectrum disorder (ASD) is a set of neurodevelopmental disorders with a high prevalence and impact on society. ASDs are characterized by deficits in both social behavior and cognitive function. There is a strong genetic basis underlying ASDs that is highly heterogeneous; however, multiple studies have highlighted the involvement of key processes, including neurogenesis, neurite growth, synaptogenesis and synaptic plasticity in the pathophysiology of neurodevelopmental disorders. In this review article, we focus on the major genes and signaling pathways implicated in ASD and discuss the cellular, molecular and functional studies that have shed light on common dysregulated pathways using in vitro, in vivo and human evidence. Highlights Autism spectrum disorder (ASD) has a prevalence of 1 in 68 children in the United States.ASDs are highly heterogeneous in their genetic basis.ASDs share common features at the cellular and molecular levels in the brain.Most ASD genes are implicated in neurogenesis, structural maturation, synaptogenesis and function.
PMID:29209173
PMCID:PMC5701944
DOI:10.3389/fncel.2017.00359

27 juin 2017

La prolifération dendritique et la signalisation ERK élevée pendant le développement néonatal dans un modèle d'autisme de la souris

Aperçu: G.M.
Des modifications de la connectivité réseau et de la fonction mémoire sont fréquemment observées chez les patients "avec autisme", impliquant souvent l'hippocampe. Cependant, des changements spécifiques au cours du début du développement du cerveau conduisant à un fonctionnement perturbé restent largement incertains. Ici, les auteurs ont étudié le développement de l'arbre dendritique des neurones pyramidaux CA1 de l'hippocampe dans le modèle de souris BTBR T + tf / J (BTBR) de l'autisme. 
Comparativement aux animaux con,trôle C57BL / 6J (B6), les longueurs des dendrites apicales et basales étaient significativement plus élevées chez les animaux BTBR néonatals. En outre, les dendrites basales chez les souris BTBR avaient une plus grande complexité de ramification. En revanche, la surface transversale du soma était inchangée.  
Les chercheurs ont aussi observé une densité de neurones pyramidaux CA1 et une épaisseur de la couche neuronale similaire entre les deux souches.  
Ainsi, il y a eu une prolifération spécifique, compartimentée, des dendrites lors du développement précoce chez les animaux BTBR. 

PLoS One. 2017 Jun 13;12(6):e0179409. doi: 10.1371/journal.pone.0179409. eCollection 2017.

Dendritic overgrowth and elevated ERK signaling during neonatal development in a mouse model of autism

Author information

1
Developmental Neurosciences Research Program, Alberta Children's Hospital Research Institute (ACHRI), Cumming School of Medicine, University of Calgary, Calgary, Alberta, Canada.
2
O'Brien Centre for the Bachelor of Health Sciences, Cumming School of Medicine, University of Calgary, Calgary, Alberta, Canada.
3
Departments of Pediatrics, Clinical Neurosciences, Physiology & Pharmacology, Alberta Children's Hospital Research Institute (ACHRI), Cumming School of Medicine, University of Calgary, Calgary, Alberta, Canada.

Abstract

Autism spectrum disorder (hereafter referred to as "ASD") is a heterogeneous neurodevelopmental condition characterized by impaired social communication and interactions, and restricted, repetitive activities or interests. Alterations in network connectivity and memory function are frequently observed in autism patients, often involving the hippocampus. However, specific changes during early brain development leading to disrupted functioning remain largely unclear. Here, we investigated the development of dendritic arbor of hippocampal CA1 pyramidal neurons in the BTBR T+tf/J (BTBR) mouse model of autism. BTBR mice display the defining behavioural features of autism, and also exhibit impaired learning and memory. We found that compared to control C57BL/6J (B6) animals, the lengths of both apical and basal dendrites were significantly greater in neonatal BTBR animals. Further, basal dendrites in the BTBR mice had higher branching complexity. In contrast, cross-sectional area of the soma was unchanged. In addition, we observed a similar density of CA1 pyramidal neurons and thickness of the neuronal layer between the two strains. Thus, there was a specific, compartmentalized overgrowth of dendrites during early development in the BTBR animals. Biochemical analysis further showed that the extracellular signal-regulated kinases (ERK) pathway was up-regulated in the hippocampus of neonatal BTBR animals. Since dendritic structure is critical for information integration and relay, our data suggest that altered development of dendrites could potentially contribute to impaired hippocampal function and behavior observed in the BTBR model, and that this might be related to increased activation of the ERK pathway.
PMID:28609458
DOI:10.1371/journal.pone.0179409

02 avril 2017

*Modifications des dendrites et des épines dendritiques dans l'autisme et les troubles neurodéveloppementaux dans les modèles humains et animaux

Aperçu: G.M.
Les dendrites et les épines dendritiques sont les principales structures neuronales qui reçoivent l'apport d'autres neurones et des cellules gliales. Le nombre, la taille et la morphologie de la dendritie et de l'épine dendritique sont certains des facteurs cruciaux qui déterminent comment les signaux provenant des synapses individuelles sont intégrés.
Dans l'ensemble, les données obtenues à partir de modèles humains et animaux indiquent une réduction généralisée de la taille et du nombre, ainsi qu'une altération de la morphologie des dendrites; Et une augmentation de la densité des épines dendritiques avec une morphologie immature, ce qui indique un état général d'immaturité des épines dendritiques dans l'autisme. 

Dev Neurobiol. 2017 Apr;77(4):393-404. doi: 10.1002/dneu.22417. Epub 2016 Aug 30.

Dendrite and spine modifications in autism and related neurodevelopmental disorders in patients and animal models

Author information

1
Department of Pathology and Laboratory Medicine, UC Davis, Sacramento, California.
2
Institute for Pediatric Regenerative Medicine and Shriners Hospitals for Children Northern California, North California, Sacramento, California.
3
MIND Institute, UC Davis School of Medicine, Sacramento, California.

Abstract

Dendrites and spines are the main neuronal structures receiving input from other neurons and glial cells. Dendritic and spine number, size, and morphology are some of the crucial factors determining how signals coming from individual synapses are integrated. Much remains to be understood about the characteristics of neuronal dendrites and dendritic spines in autism and related disorders. Although there have been many studies conducted using autism mouse models, few have been carried out using postmortem human tissue from patients. Available animal models of autism include those generated through genetic modifications and those non-genetic models of the disease. Here, we review how dendrite and spine morphology and number is affected in autism and related neurodevelopmental diseases, both in human, and genetic and non-genetic animal models of autism. Overall, data obtained from human and animal models point to a generalized reduction in the size and number, as well as an alteration of the morphology of dendrites; and an increase in spine densities with immature morphology, indicating a general spine immaturity state in autism. Additional human studies on dendrite and spine number and morphology in postmortem tissue are needed to understand the properties of these structures in the cerebral cortex of patients with autism. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. Develop Neurobiol 77: 419-437, 2017.
PMID: 27390186
PMCID: PMC5219951  [Available on 2018-04-01]
DOI: 10.1002/dneu.22417

09 décembre 2012

Retrograde Changes in Presynaptic Function Driven by Dendritic mTORC1

Traduction: G.M.


 2012 Nov 28;32(48):17128-42. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2149-12.2012.

Les changements rétrogrades dans la fonction présynaptique pilotés par  mTORC1 dendritiques

Source


Source

Neuroscience Graduate Program, Molecular and Behavioral Neuroscience Institute, Life Sciences Institute, and Department of Molecular and Integrative Physiology, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan 48109.

Résumé

Les mutations qui altèrent la signalisation à travers la cible mammalienne du complexe rapamycine 1 (mTORC1), un régulateur bien établi de la synthèse protéique neuronale, ont été liées à l'autisme et les troubles cognitifs. 

Bien que des études antérieures ont établi un rôle pour mTORC1 comme nécessaire pour des changements durables dans la fonction post-synaptique, ici, nous démontrons que l'activation de mTORC1 dendritique des neurones d'hippocampe de rat entraîne également un mécanisme rétrograde de signalisation favorisant la libération des neurotransmetteurs améliorant de terminaisons présynaptiques adéquates. 
Ce nouveau mode de régulation synaptique conféré par mTORC1 dendritique qui est mis en œuvre localement, nécessite la synthèse en aval du facteur neurotrophique dérivé du cerveau comme un messager rétrograde, et est engagé dans un mode dépendant de l'activité pour soutenir le contrôle homéostatique trans-synaptique de la fonction présynaptique. 

Nos résultats révèlent ainsi que la traduction mTORC1-dépendante dans les dendrites régit  un mode unique de régulation synaptique, mettant en évidence une autre voie réglementaire qui pourrait contribuer à la dysfonction sociale et cognitive qui accompagne la signalisation dérégulée de  mTORC1 .