Traduction: G.M.
Physiopathologie de l'épilepsie dans les troubles du spectre autistique
Carl E. Stafstrom, Paul J. Hagerman, and Isaac N. Pessah.
Information sur les auteurs
Carl E. Stafstrom,1 Paul J. Hagerman,2 and Isaac N. Pessah3.*
1 Departments of Neurology and Pediatrics, University of Wisconsin, Madison, WI
stafstrom@neurology.wisc.edu
2 Department of Biochemistry and Molecular Medicine, University of California, Davis, CA
pjhagerman@ucdavis.edu
3 Department of Molecular Biosciences, School of Veterinary Medicine and NIEHS/EPA Center for Children’s Environmental Health, University of California, Davis, CA
inpessah@ucdavis.edu
*Corresponding Author: Carl E. Stafstrom, MD, PhD, Department of Neurology, University of Wisconsin, 1685 Highland Avenue, 7th floor, Madison, WI 53705-2281, Tel. 608-262-2154
Résumé
L'épilepsie se produit fréquemment chez les personnes souffrant de troubles du spectre autistique (TSA). Cependant, les mécanismes responsables de la susceptibilité aux crises accrue en matière de TSA sont en grande partie inconnue. Les indices de l'hyperexcitabilité neuronale dans le cerveau autiste peut être dérivée de troubles dans lesquels des mutations monogéniques causent à la fois l'épilepsie et un phénotype autistique, comme le syndrome de l'X fragile et la sclérose tubéreuse complexe. Ce chapitre résume la compréhension actuelle de l'épilepsie chez les personnes atteintes de TSA et explore les liens potentiels entre la perturbation génétique des circuits neuronaux et les voies de signalisation cellulaire qui contribuent à la fois à l'épilepsie et au TSA.
Introduction
Pourquoi les crises d'épilepsie sont-elles si communes chez les enfants atteints d'autisme?
Cette question relativement simple ne dispose malheureusement pas de réponse simple. Dans ce chapitre, nous explorons cette question du point de vue clinique, physiopathologique et moléculaire, en utilisant comme exemples deux maladies génétiques qui partagent une forte prévalence de l'autisme et l'épilepsie - le syndrome de l'X fragile (FXS) et la sclérose tubéreuse complexe (TSC), avec l'espoir que la compréhension de la physiopathologie de ces conditions monogéniques conduira à mieux comprendre l'hyperexcitabilité neuronale dans les autres syndromes autistiques .
Nous concluons en discutant du dysfonctionnement cellulaire et le réseau qui pourraient se prêter à des traitements ciblés dans ces troubles, avec une applicabilité potentielle plus large pour l'autisme idiopathique.
Les troubles du spectre autistique (TSA) sont des troubles neurodéveloppementaux dont les anomalies interviennent dans 3 domaines: le développement du langage, l'interaction sociale, et le comportement moteur avec stéréotypies et des intérêts restreints. Dans ce chapitre, le terme TSA englobe l'autisme infantile classique comme décrit à l'origine par Kanner (1) , le syndrome d'Asperger, et le trouble envahissant du développement non spécifié. Les signes et symptômes de TSA peuvent généralement être reconnus avant l'âge de 3 ans, (2) bien que les preuves récentes d'une perte précoce, mais lente, de compétences dans environ les trois quarts des nourrissons qui développent TSA est observé par 12 mois. (3) Plus tard, certaines personnes avec la régression de l'expérience de TSA langage ou le comportement (régression autiste), un phénomène qui a été émis l'hypothèse d'être lié à l'épilepsie ou des décharges épileptiques sur l'électroencéphalogramme (EEG). (4) La possibilité que des décharges épileptiformes subcliniques peuvent contribuer à l'invalidité du spectre dans les TSA ou conduire à la régression de la langue ou les compétences sociales, suggère que le cerveau des personnes atteintes d'autisme sont hyperexcitables.
Les aspects cliniques de l'épilepsie dans les convulsions et les troubles du spectre autistique ont été examinés en détail. (5-9) Jusqu'à 30% des individus atteints de TSA ont de l'épilepsie, et le TSA est présent chez environ 30% des patients souffrant d'épilepsie, même si ces chiffres sont approximatifs en raison de différences historiques dans la définition de chaque état et à des méthodologies d'étude différente.(10) Les facteurs de risque de l'épilepsie dans les TSA comprennent le retard mental, la déficience motrice, l'étiologie symptomatique, et l'apparition de convultions, soit tôt dans la vie (avant 5 ans) ou à l'adolescence.(9) Toutefois, la neurobiologie de la TSA, ainsi que les mécanismes responsables de l'hyperexcitabilité cellulaire dans les TSA ne sont pas bien compris et impliquerait probablement l'interaction des contributions génétiques, épigénétiques et environnementaux.(11-14)
Il existe plusieurs relations possibles entre le développement du cerveau, l'épilepsie et les TED ( Figure 1 ). (15) ;
D'abord, le TSA et l'épilepsie peut être des conditions distinctes, sans lien de causalité, mais cette possibilité est peu probable compte tenu de la co-occurrence élevée taux (30 %) entre les deux troubles.
Deuxièmement, un antécédent neurobiologique commun (par exemple, des lésions structurelles ou de développement, des susceptibilités génétiques, ou des insultes de l'environnement) pourrait conduire à développement anormal du cerveau qui entraîne à la fois l'épilepsie et l'ASD.
Troisièmement, l'épilepsie pourrait conduire à un comportement autiste ou, inversement, les circuits du cerveau qui sous-tend anormale le TSA pourrait prédisposer le cerveau à des crises.
Les deuxième et troisième possibilités ne s'excluent pas mutuellement, ce qui conduit à l'hypothèse que les mécanismes de l'épilepsie et les TSA sont interdépendants et que les thérapies ciblées pour une condition pourrait atténuer l'impact ou de la gravité de l'autre, comme on le verra plus en détail ci-dessous.
La possibilité que des mécanismes communs de développement de l'épilepsie et l'ASD existent se pose à partir d'observations que les deux troubles, si étiologiquement hétérogène, impliquent la plasticité cérébrale anormale, par exemple, «dysplasticity» ou la capacité des circuits neuronaux de fonctionner normalement à l'égard de la fonction cognitive et sociale. (13)
Figure 1 : relations possibles entre le développement du cerveau, l'épilepsie et les troubles du spectre autistique (TSA)
A) Le TSA et l'épilepsie peuvent être des conditions distinctes, sans lien de causalité. Cette possibilité est peu probable en raison de la comorbidité élevé de ces deux troubles.
(B) Un antécédent commun neurobiologique (par exemple, le développement anormal du cerveau, anomalie génétique) pourrait conduire à la fois l'épilepsie et le TSA. Une autre possibilité est qu'il ya une interaction entre la physiopathologie des circuits neuronaux sous-jacents établi TSA et de l'épilepsie (c'est à dire au niveau de la double flèche).
(C) l'épilepsie ou les modifications épileptogènes de l'EEG (zone en pointillés indique l'incertitude) pourrait conduire au TSA
(D) A l'inverse, les circuits anormaux du cerveau qui sous-tendent le TSA pourraient prédisposer le cerveau à des crises. Ces relations ne sont pas mutuellement exclusives ou unidirectionnel, tels que les mécanismes de l'épilepsie et les TSA sont interdépendants et que les thérapies ciblées pour un trouble pourraient profiter à l'autre.
Les étiologies des TSA sont diverses et peuvent être soit idiopathiques (non-syndromique) ou secondaires à un problème médical sous-jacent ou à un trouble génétique (syndrome) identifiable.
Le risque d'épilepsie est augmenté dans les deux formes idiopathiques et syndromiques des TSA, ce qui suggère qu'il pourrait y avoir des altérations physiopathologiques communes qui diminuent le seuil épileptogène. Des anomalies médicales ou génétiques / génomiques spécifiques ont été identifiées dans environ 20% des cas de TSA, mais une étude fait état d'un rendement diagnostic de 40% .(16)
Dans l'avenir, la catégorie «idiopathique» dans l'autisme pourrait disparaître à fur et à mesure que les bases moléculaires et génétiques du TSA deviennent plus complètes. Pour l'instant, l'existence d'étiologies connues permet d'enquêter sur les aspects moléculaires et physiologiques de la fonction cérébrale qui conduisent à des comportements autistiques. (17)
Comprendre les mécanismes physiopathologiques de la susceptibilité accrue aux crises est facilité par l'examen des mutations génétiques conduisant au TSA. Jusqu'à présent, les résultats de ces études sont pondérées en fonction des défauts postsynaptique et de signalisation intracellulaires. (18) et (19)
Bien qu'une grande partie de la TSA idiopathique est susceptible d'être multigénique avec la génétique complexes, dans une proportion faible mais croissante de la TSA ont été identifiées des mutations génétiques spécifiques; certaines maladies monogéniques sont associés à la fois aux TSA et aux convulsions.(20)
Les exemples incluent FXS, causées par la mutation du gène du retard mental de l'X fragile, (FMR1), et la sclérose tubéreuse complexe (TSC), due à une mutation des gènes TSC1 ou TSC2 impliqués dans le contrôle de la croissance et la différenciation cellulaire. D'autres nouvelles mutations liées au TSA et à l'épilepsie sont rapidement apparues dans la littérature et sont examinées en détail par d'autres.(13) Plusieurs de ces mutations impliquent des gènes de régulation des protéines synaptiques essentielles pour le développement (par exemple, les neuroligines et neurexines) (21) ou de la fonction interneurone (par exemple, aristaless liées à homéoboîte liées à l'X (mutations du gène ARX)). (22) De même, les patients atteints du syndrome de Rett, un trouble neurologique du développement avec une détérioration progressive de la motricité, du langage, de la cognition et du comportement (autisme), présentent un risque élevé d'épilepsie en développement.(23)
Le syndrome de Rett est due à une mutation dans le gène codant pour la méthyl-CpG binding protein 2 (MeCP2), un régulateur transcriptionnel de nombreux gènes.
Que des mutations génétiques associées à un TSA syndromique convergeant sur les mécanismes communs qui conduisent à une hyperexcitabilité neuronale et l'épilepsie reste à être établi.
(la suite ...)
CONCLUSION - Y A-T-IL UNE VOIE CONVERGENT entre l'autisme et l'épilepsie?
Revenant
sur la question qui ouvre ce chapitre, pourquoi ce que l'épilepsie est si
commune chez les enfants souffrant de troubles du spectre autistique? Les
étiologies hétérogènes de TSA et de l'épilepsie, il est improbable
qu'un seul mécanisme commun explique la prédisposition dans les
deux troubles, et le plan génétique récent des études pour de nombreux
mutations génétiques diverses qui ont l'autisme et l'épilepsie comme
séquelles articulaires. (20
Pourtant, des indices sur la pathogénie d'au moins certaines formes de TSA sont en émergence. Tout d'abord, la majorité des mutations se concentrent sur la synapse. (17,
19)
Cette association n'est pas surprenant, comme l'excitabilité
neuronale est régi par la fonction et la dysfonction des éléments tels
que les récepteurs synaptiques et leurs sous-types; neurotransmetteurs
et leur synthèse, le métabolisme et la libération vésiculaire; la
régulation du développement de l'adhérence cellulaire, et le rapport de
l'excitation à l'inhibition à la suite des facteurs ci-dessus.
Les
modifications de la plasticité synaptique pourrait sous-tendre les
symptômes autistiques et cognitif, en particulier si les circuits
sélectionnés sont impliqués.Deuxièmement,
comme nous l'avons ici, un dysfonctionnement dans les voies de
signalisation intracellulaires de diverses conditions (par exemple, FXS,
TSC) peut en fait avoir des points de convergence communs qui
contribuent à la physiopathologie comme illustré par une dérégulation de
mTOR. Dans les dendrites, mTOR est activé par la stimulation de mGluR. La
participation signalée de la voie mTOR dans FXS souligne un point
commun potentiel entre FXS et TSC, avec un lien physiopathologique de la
signalisation cellulaire anormales qui pourraient conduire à l'ASD. Chez
les souris déficientes FMR1, la voie mTOR est régulée à la hausse, en
fournissant un lien fonctionnel entre suractivation mGluR et plasticité
synaptique anormale. 118
Une preuve supplémentaire de la voie mTOR dans l'autisme et l'épilepsie
vient de mutations dans le gène suppresseur de tumeur PTEN (phosphatase
and TENsin homolog sur le chromosome dix), qui est impliquée dans la
régulation en amont de mTOR en inhibant l'interaction de la
phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) et phosphoinositol 3,4,5-triphosphate (PIP3) (figure 3). KO
conditionnel de PTEN dans les résultats de souris dans une augmentation
de l'activation de mTOR et les manifestations cliniques qui incluent
des crises spontanées et ASD-comme des symptômes d'anxiété et de lacunes
dans l'interaction sociale. 119 traitement rapamycine sauvetages tous ces déficits neurologiques. 120
Références
- 1.Kanner L. Autistic disturbances of affective contact. Nerv Child. 1943;2:217–250.
- 2.Johnson
CP, Myers SM. American Academy of Pediatrics Council on Children with
Disabilities. Identification and evaluation of children with autism
spectrum disorders. Pediatrics. 2007;120:1183–1215. [PubMed]
- 3.Ozonoff
S, Iosif A-M, Baguio F, Cook IC, Hill MM, Hutman T, Rogers SJ, Rozga A,
Sangha S, Sigman M, Steinfeld MB, Young GS. A prospective study of the
early behavioral signs of autism spectrum disorder. J Am Acad Child Adolesc Psychiatr. 2010;49:258–268.
- 4.Tuchman R. Autism and epilepsy: what has regression got to do with it? Epilepsy Curr. 2006;6:107–111. [PMC free article] [PubMed]
- 5.Tuchman R, Rapin I. Epilepsy in autism. Lancet Neurol. 2002;1:352–358. [PubMed]
- 6.Danielsson
S, Gillberg IC, Billstedt E, Gillberg C, Olsson I. Epilepsy in young
adults with autism: a prospective population-based follow-up study of
120 individuals diagnosed in childhood. Epilepsia. 2005;46:918–923. [PubMed]
- 7.Canitano R. Epilepsy in autism spectrum disorders. Eur Child Adolesc Psychiatr. 2007;16:61–66.
- 8.Levisohn PM. The autism-epilepsy connection. Epilepsia. 2007;48(suppl 9):33–35. [PubMed]
- 9.Spence SJ, Schneider MT. The role of epilepsy and epileptiform EEGs in autism spectrum disorders. Pediatr Res. 2009;65:599–606. [PMC free article] [PubMed]
- 10.Tuchman R, Cuccaro M, Alessandri M. Autism and epilepsy: historical perspective. Brain Dev. 2010;32:709–718. [PubMed]
- 11.Moldin SO, Rubenstein JLR, Hyman SE. Can autism speak to neuroscience? J Neurosci. 2006;26:6893–6896. [PubMed]
- 12.Tuchman R, Moshé SL, Rapin I. Convulsing toward the pathophysiology of autism. Brain Dev. 2009;31:95–103. [PMC free article] [PubMed]
- 13.Brooks-Kayal A. Epilepsy and autism spectrum disorders: Are there common developmental mechanisms? Brain Dev. 2010;32:731–738. [PubMed]
- 14.Pessah
IN, Lein P. Evidence for environmental susceptibility in autism. What
we know and what we need to know about gene x environment interactions.
In: Zimmerman AW, editor. Autism: Current Theories and Evidence. Totowa, NJ: Humana Press; 2008. pp. 409–428.
- 15.Deonna T, Roulet E. Autistic spectrum disorder: evaluating a possible contributing or causal role of epilepsy. Epilepsia. 2006;47(suppl 2):79–82. [PubMed]
- 16.Schaefer GB, Lutz RE. Diagnostic yield in the clinical genetic evaluation of autism spectrum disorders. Genet Med. 2006;8:549–556. [PubMed]
- 17.Sutcliffe JS. Insights into the pathogenesis of autism. Science. 2008;321:208–209. [PubMed]
- 18.Pinto
D, Pagnamenta AT, Klei L, Anney R, Merico D, Regan R, Conroy J,
Magalhaes TR, Correia C, Abrahams BS, Almeida J, Bacchelli E, Bader GD,
Bailey AJ, Baird G, Battaglia A, Berney T, Bolshakova N, Bölte S, Bolton
PF, Bourgeron T, Brennan S, Brian J, Bryson SE, Carson AR, Casallo G,
Casey J, Chung BH, Cochrane L, Corsello C, Crawford EL, Crossett A,
Cytrynbaum C, Dawson G, de Jonge M, Delorme R, Drmic I, Duketis E, Duque
F, Estes A, Farrar P, Fernandez BA, Folstein SE, Fombonne E, Freitag
CM, Gilbert J, Gillberg C, Glessner JT, Goldberg J, Green A, Green J,
Guter SJ, Hakonarson H, Heron EA, Hill M, Holt R, Howe JL, Hughes G, Hus
V, Igliozzi R, Kim C, Klauck SM, Kolevzon A, Korvatska O, Kustanovich
V, Lajonchere CM, Lamb JA, Laskawiec M, Leboyer M, Le Couteur A,
Leventhal BL, Lionel AC, Liu XQ, Lord C, Lotspeich L, Lund SC, Maestrini
E, Mahoney W, Mantoulan C, Marshall CR, McConachie H, McDougle CJ,
McGrath J, McMahon WM, Merikangas A, Migita O, Minshew NJ, Mirza GK,
Munson J, Nelson SF, Noakes C, Noor A, Nygren G, Oliveira G,
Papanikolaou K, Parr JR, Parrini B, Paton T, Pickles A, Pilorge M, Piven
J, Ponting CP, Posey DJ, Poustka A, Poustka F, Prasad A, Ragoussis J,
Renshaw K, Rickaby J, Roberts W, Roeder K, Roge B, Rutter ML, Bierut LJ,
Rice JP, Salt J, Sansom K, Sato D, Segurado R, Sequeira AF, Senman L,
Shah N, Sheffield VC, Soorya L, Sousa I, Stein O, Sykes N, Stoppioni V,
Strawbridge C, Tancredi R, Tansey K, Thiruvahindrapduram B, Thompson AP,
Thomson S, Tryfon A, Tsiantis J, Van Engeland H, Vincent JB, Volkmar F,
Wallace S, Wang K, Wang Z, Wassink TH, Webber C, Weksberg R, Wing K,
Wittemeyer K, Wood S, Wu J, Yaspan BL, Zurawiecki D, Zwaigenbaum L,
Buxbaum JD, Cantor RM, Cook EH, Coon H, Cuccaro ML, Devlin B, Ennis S,
Gallagher L, Geschwind DH, Gill M, Haines JL, Hallmayer J, Miller J,
Monaco AP, Nurnberger JI Jr, Paterson AD, Pericak-Vance MA, Schellenberg
GD, Szatmari P, Vicente AM, Vieland VJ, Wijsman EM, Scherer SW,
Sutcliffe JS, Betancur C. Functional impact of global rare copy number
variation in autism spectrum disorders. Nature. 2010;466:368–372. [PMC free article] [PubMed]
- 19.Bourgeron T. A synaptic trek to autism. Curr Opin Neurobiol. 2009;19:231–234. [PubMed]
- 20.Abrahams BS, Geschwind DH. Advances in autism genetics: on the threshold of a new neurobiology. Nat Rev Genet. 2008;9:341–355. [PMC free article] [PubMed]
- 21.Tabuchi
K, Blundell J, Etherton MR, Hammer RE, Liu X, Powell CM, Südhof TC. A
neuroligin-3 mutation implicated in autism increases inhibitory synaptic
transmission in mice. Science. 2007;318:71–76. [PMC free article] [PubMed]
- 22.Marsh
E, Fulp C, Gomez E, Nasrallah I, Minarcik J, Sudi J, Christian SL,
Mancini G, Labosky P, Dobyns W, Brooks-Kayal A, Golden JA. Targeted loss
of Arx results in a developmental epilepsy mouse model and
recapitulates the human phenotype in heterozygous females. Brain. 2009;132(Pt. 6):1563–1576. [PMC free article] [PubMed]
- 23.Glaze
DG, Percy AK, Skinner S, Motil KJ, Neul JL, Barrish JO, Lane JB, Geerts
SP, Annese F, Graham J, McNair L, Lee HS. Epilepsy and the natural
history of Rett syndrome. Neurology. 2010;74:909–912. [PMC free article] [PubMed]
- 24.Hagerman RJ, Rivera SM, Hagerman PJ. The fragile X family of disorders: a model for autism and targeted treatments. Curr Pediatr Rev. 2008;4:40–52.
- 25.Loesch
DZ, Bui QM, Dissanayake C, Clifford S, Gould E, Bulhak-Paterson D,
Tassone F, Taylor AK, Hessl D, Hagerman R, Huggins RM. Molecular and
cognitive predictors of the continuum of autistic behaviours in fragile
X. Neurosci Biobehav Rev. 2007;31:315–326. [PMC free article] [PubMed]
- 26.Rogers
SJ, Wehner DE, Hagerman RJ. The behavioral phenotype in fragile X:
symptoms of autism in very young children with fragile X syndrome,
idiopathic autism, and other developmental disorders. J Dev Behav Pediatr. 2001;22:409–417. [PubMed]
- 27.Kaufmann
WE, Cortell R, Kau AS, Bukelis I, Tierney E, Gray RM, Cox C, Capone GT,
Stanard P. Autism spectrum disorder in fragile X syndrome:
communication, social interaction, and specific behaviors. Am J Med Genet. 2004;129A:225–234. [PubMed]
- 28.McDuffie
A, Abbeduto L, Lewis P, Kover S, Kim JS, Weber A, Brown WT. Autism
spectrum disorder in children and adolescents with fragile X syndrome:
within-syndrome differences and age-related changes. Am J Intell Dev Disabil. 2010;115:307–326.
- 29.Penagarikano O, Mulle JG, Warren ST. The pathophysiology of fragile X syndrome. Annu Rev Genom Human Genet. 2007;8:109–129.
- 30.Hagerman
RJ, Berry-Kravis E, Kaufmann WE, Ono MY, Tartaglia N, Lachiewicz A,
Kronk R, Delahunty C, Hessl D, Visootsak J, Picker J, Gane L, Tranfaglia
M. Advances in the treatment of fragile X syndrome. Pediatrics. 2009;123:378–309. [PMC free article] [PubMed]
- 31.Hagerman PJ. Lessons from fragile X regarding neurobiology, autism, and neurodegeneration. J Dev Behav Pediatr. 2006;27:63–74. [PubMed]
- 32.Hessl
D, Tassone F, Loesch DZ, Berry-Kravis E, Leehey MA, Game LW, Barbato I,
Rice C, Gould E, Hall DA, Grigsby J, Wegelin JA, Harris S, Lewin F,
Weinberg D, Hagerman PJ, Hagerman RJ. Abnormal elevation of FMR1 mRNA is
associated with psychological symptoms in individuals with the fragile X
premutation. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. 2005;139B:115–121. [PubMed]
- 33.Farzin
F, Perry H, Hessl D, Loesch D, Cohen J, Bacalman S, Gane L, Tassone F,
Hagerman P, Hagerman R. Autism spectrum disorders and
attention-deficit/hyperactivity disorder in boys with the fragile X
premutation. J Dev Behav Pediatr. 2006;27:S137–144. [PubMed]
- 34.Garcia-Arocena D, Hagerman PJ. Advances in understanding the molecular basis of FXTAS. Hum Mol Genet. 2010;19(R1):R83–89. [PMC free article] [PubMed]
- 35.Coffey
SM, Cook K, Tartaglia N, Tassone F, Nguyen DV, Pan R, Bronsky HE, Yuhas
J, Borodyanskaya M, Grigsby J, Doerflinger M, Hagerman PJ, Hagerman RJ.
Expanded clinical phenotype of women with the FMR1 premutation. Am J Med Genet A. 2008;146A:1009–1016. [PMC free article] [PubMed]
- 36.Dictenberg
JB, Swanger SA, Antar LN, Singer RH, Bassell GJ. A direct role for FMRP
in activity-dependent dendritic mRNA transport links filopodial-spine
morphogenesis to fragile X syndrome. Dev Cell. 2008;14:926–939. [PMC free article] [PubMed]
- 37.Bagni C, Greenough WT. From mRNP trafficking to spine dysmorphogenesis: the roots of fragile X syndrome. Nat Rev Neurosci. 2005;6:376–387. [PubMed]
- 38.Bassell GJ, Warren ST. Fragile X syndrome: loss of local mRNA regulation alters synaptic development and function. Neuron. 2008;60:201–214. [PubMed]
- 39.Nakamoto
M, Nalavadi V, Epstein MP, Narayanan U, Bassell GJ, Warren ST. Fragile X
mental retardation protein deficiency leads to excessive
mGluR5-dependent internalization of AMPA receptors. Proc Nat Acad Sci USA. 2007;104:15537–15542. [PMC free article] [PubMed]
- 40.Musumeci
SA, Hagerman J, Ferri R, Bosco P, Dalla Bernadina B, Tassinari CA, De
Sarro GB, Elia M. Epilepsy and EEG findnings in males with fragile X
syndrome. Epilepsia. 1999;40:1092–1099. [PubMed]
- 41.Berry-Kravis E. Epilepsy in fragile X syndrome. Dev Med Child Neurol. 2002;44:724–728. [PubMed]
- 42.Incorpora G, Sorge G, Sorge A, Pavone L. Epilepsy in fragile X syndrome. Brain Dev. 2002;24:766–769. [PubMed]
- 43.Hagerman PJ, Stafstrom CE. Origins of epilepsy in fragile X syndrome. Epilepsy Curr. 2009;9:108–112. [PMC free article] [PubMed]
- 44.Huber KM, Gallagher SM, Warren ST, Bear MF. Altered synaptic plasticity in a mouse model of fragile-X mental retardation. Proc Nat Acad Sci USA. 2002;99:7746–7750. [PMC free article] [PubMed]
- 45.Huber KM, Kayser MS, Bear MF. Role for rapid dendritic protein synthesis in hippocampal mGluR-dependent long-term depression. Science. 2000;288:1254–1257. [PubMed]
- 46.Collingridge GL, Peineau S, Howland JG, Wang YT. Long-term depression in the CNS. Nat Rev Neurosci. 2010;11:459–473. [PubMed]
- 47.Chonchaiya
W, Utari A, Pereira GM, Tassone F, Hessl D, Hagerman RJ. Broad clinical
involvement in a family affected by the fragile X premutation. J Dev Behav Pediatr. 2009;30:544–551. [PMC free article] [PubMed]
- 48.Jacquemont
S, Farzin F, Hall D, Leehey M, Tassone F, Gane L, Zhang L, Grigsby J,
Jardini T, Lewin F, Berry-Kravis E, Hagerman PJ, Hagerman RJ. Aging in
individuals with the FMR1 mutation. Am J Ment Retard. 2004;109:154–164. [PMC free article] [PubMed]
- 49.Raske C, Hagerman PJ. Molecular pathogenesis of fragile X-associated tremor/ataxia syndrome. J Investig Med. 2009;57:825–829.
- 50.Cornish
KM, Li L, Kogan CS, Jacquemont S, Turk J, Dalton A, Hagerman RJ,
Hagerman PJ. Age-dependent cognitive changes in carriers of the fragile X
syndrome. Cortex. 2008;44:628–636. [PubMed]
- 51.Roberts
J, Bailey D, Mankowski J, Ford A, Sideris J, Weisenfeld L, Heath TM,
Golden R. Mood and anxiety disorders in females with the FMR1
premutation. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. 2009;150B:130–139. [PubMed]
- 52.Chen
Y, Tassone F, Berman RF, Hagerman PJ, Hagerman RJ, Willemsen R, Pessah
IN. Murine hippocampal neurons expressing Fmr1 gene premutations show
early developmental deficits and late degeneration. Hum Mol Genet. 2010;19:196–208. [PMC free article] [PubMed]
- 53.Bear MF, Huber KM, Warren ST. The mGluR theory of fragile X mental retardation. Trends Neurosci. 2004;27:370–377. [PubMed]
- 54.Chuang
SC, Zhao W, Bauchwitz R, Yan Q, Bianchi R, Wong RK. Prolonged
epileptiform discharges induced by altered group 1 metabotropic
glutamate receptor-mediated synaptic responses in hippocampal slices of a
fragile X mouse model. J Neurosci. 2005;25:8048–8055. [PubMed]
- 55.Yan
QJ, Rammal M, Tranfaglia M, Bauchwitz RP. Suppression of two major
fragile X syndrome mouse model phenotypes by the mGluR5 antagonist MPEP.
Neuropharmacology. 2005;49:1053–1066. [PubMed]
- 56.Nosyreva
ED, Huber KM. Metabotropic receptor-dependent long-term depression
persists in the absence of protein synthesis in the mouse model of
fragile X syndrome. J Neurophysiol. 2006;95:3291–3295. [PubMed]
- 57.Dolen
G, Osterweil E, Shankaranarayana Rao BS, Smith GB, Auerbach BD,
Chattarji S, Bear MF. Correction of fragile X syndrome in mice. Neuron. 2007;56:955–962. [PMC free article] [PubMed]
- 58.Qiu LF, Lu TJ, Hu XL, Yi YH, Liao WP, Xiong ZQ. Limbic epileptogenesis in a mouse model of fragile X syndrome. Cereb Cortex. 2009;19:1504–1514. [PMC free article] [PubMed]
- 59.Chuang SC, Bianchi R, Wong RK. Group I mGluR activation turns on a voltage-gated inward current in hippocampal pyramidal cells. J Neurophysiol. 2000;83:2844–2853. [PubMed]
- 60.Bianchi R, Chuang SC, Zhao W, Young SR, Wong RKS. Cellular plasticity for group I mGluR-mediated epileptogenesis. J Neurosci. 2009;29:3497–3507. [PMC free article] [PubMed]
- 61.Kim
SH, Markham JA, Weiler IJ, Greenough WT. Aberrant early-phase ERK
inactivation impedes neuronal function in fragile X syndrome. Proc Nat Acad Sci USA. 2008;105:4429–4434. [PMC free article] [PubMed]
- 62.Zhao
W, Bianchi R, Wang M, Wong RK. Extracellular signal-regulated kinase
1/2 is required for the induction of group I metabotropic glutamate
receptor-mediated epileptiform dicharges. J Neurosci. 2004;24:76–84. [PubMed]
- 63.Wang
M, Bianchi R, Chuang SC, Zhao W, Wong RK. Group I metabotropic
glutamate receptor-dependent TRPC channel trafficking in hippocampal
neurons. J Neurochem. 2007;101:411–421. [PubMed]
- 64.Gibson
JR, Bartley AF, Hays SA, Huber KM. Imbalance of neocortical excitation
and inhibition and altered UP states reflect network hyperexcitability
in the mouse model of fragile X syndrome. J Neurophysiol. 2008;100:2615–2626. [PMC free article] [PubMed]
- 65.Pfeiffer BE, Huber KM. The state of synapses in fragile X syndrome. The Neuroscientist. 2009;15:549–567. [PMC free article] [PubMed]
- 66.El
Idrissi A, Ding XH, Scalia J, Trenkner E, Brown WT, Dobkin C. Decreased
GABA(A) receptor expression in the seizure-prone fragile X mouse. Neurosci Lett. 2005;377:141–146. [PubMed]
- 67.Gantois
I, Vandesompele J, Speleman F, Reyniers E, D'Hooge R, Severijnen LA,
Willemsen R, Tassone F, Kooy RF. Expression profiling suggests
underexpression of the GABA(A) receptor subunit delta in the fragile X
knockout mouse model. Neurobiol Dis. 2006;21:346–357. [PubMed]
- 68.D'Hulst
C, Heulens I, Brouwer JR, Willemsen R, De Geest N, Reeve SP, De Deyn
PP, Hassan BA, Kooy RF. Expression of the GABAergic system in animal
models for fragile X syndrome and fragile X associated tremor/ataxia
syndrome (FXTAS). Brain Res. 2009;1253:176–183. [PubMed]
- 69.Selby
L, Zhang C, Sun QQ. Major defects in neocortical GABAergic inhibitory
circuits in mice lacking the fragile X mental retardation protein. Neurosci Lett. 2007;412:227–232. [PMC free article] [PubMed]
- 70.Curia G, Papouin T, Séguéla P, Avoli M. Downregulation of tonic GABAergic inhibition in a mouse model of fragile X syndrome. Cereb Cortex. 2009;19:1515–1520. [PubMed]
- 71.Slotkin
TA, MacKillop EA, Ryde IT, Tate CA, Seidler FJ. Screening for
developmental neurotoxicity using PC12 cells: comparisons of
organophosphates with a carbamate, an organochlorine, and divalent
nickel. Environ Health Perspect. 2007;115:93–101. [PMC free article] [PubMed]
- 72.Roberts
EM, English PB, Grether JK, Windham GC, Somberg L, Wolff C. Maternal
residence near agricultural pesticide applications and autism spectrum
disorders among children in the California Central Valley. Environ Health Perspect. 2007;115:1482–1489. [PMC free article] [PubMed]
- 73.Wang LW, Berry-Kravis E, Hagerman RJ. Fragile X: leading the way for targeted treatments in autism. Neurotherapeutics. 2010;7:264–274. [PubMed]
- 74.Berry-Kravis
EM, Hessl D, Coffey S, Hervey C, Schneider A, Yuhas J, Hutchison J,
Snape M, Tranfaglia M, Nguyen DV, Hagerman R. A pilot open-label
single-dose trial of fenobam in adults with fragile X syndrome. J Med Genet. 2009;46:266–271. [PMC free article] [PubMed]
- 75.Berry-Kravis
EM, Sumis A, Hervey C, Nelson M, Porges SW, Weng N, Weiler IJ,
Greenough WT. Open-label treatment trial of lithium to target the
underlying defect in fragile X syndrome. J Dev Behav Pediatr. 2008;29:293–302. [PubMed]
- 76.D'Hulst C, Kooy RF. The GABAA receptor: a novel target for treatment of fragile X? Trends Neurosci. 2007;30:425–431. [PubMed]
- 77.Chang
S, Bray SM, Li Z, Zarnescu DC, He C, Jin P, Warren ST. Identification
of small molecules rescuing fragile X syndrome phenotypes in Drosophila.
Nat Chem Biol. 2008;4:256–263. [PubMed]
- 78.Reddy DS, Rogawski MA. Ganaxolone suppression of behavioral and electrographic seizures in the mouse amygdala kindling model. Epilepsy Res. 2010;89:254–260. [PMC free article] [PubMed]
- 79.Bilousova
TV, Dansie L, Ngo M, Aye J, Charles JR, Ethell DW, Ethell IM.
Minocycline promotes dendritic spine maturation and improves behavioural
performance in the fragile X mouse model. J Med Genet. 2009;46:94–102. [PubMed]
- 80.Stafstrom
CE. Mechanisms of epilepsy in mental retardation: insights from
Angelman syndrome, Down syndrome and fragile X syndrome. In: Sillanpää
M, Gram L, Johannessen SI, Tomson T, editors. Epilepsy and Mental Retardation. Petersfield, Hampshire, UK: Wrightson Biomedical Publishing, Ltd.; 1999. pp. 7–40.
- 81.Inoki K, Corradetti MN, Guan KL. Dysregulation of the TSC-mTOR pathway in human disease. Nat Genet. 2005;37:19–24. [PubMed]
- 82.Holmes GL, Stafstrom CE.
The Tuberous Sclerosis Study Group. Tuberous sclerosis complex and epilepsy: Recent developments and future challenges. Epilepsia. 2007;48:617–630. [PubMed]
- 83.Winterkorn EB, Pulsifer MB, Thiele EA. Cognitive prognosis of patients with tuberous sclerosis complex. Neurology. 2007;68:62–64. [PubMed]
- 84.Mizuguchi M, Takashima S. Neuropathology of tuberous sclerosis. Brain Dev. 2001;23:508–515. [PubMed]
- 85.Curatolo P, D'Argenzio L, Cerminara C, Bombardieri R. Management of epilepsy in tuberous sclerosis complex. Expert Rev Neurother. 2008;8:457–467. [PubMed]
- 86.Chu-Shore CJ, Major P, Camposano S, Muzykewicz D, Thiele EA. The natural history of epilepsy in tuberous sclerosis complex. Epilepsia. 2010;51:1236–1241. [PMC free article] [PubMed]
- 87.Thiele EA. Managing epilepsy in tuberous sclerosis complex. J Child Neurol. 2004;19:680–686. [PubMed]
- 88.Goh
S, Kwiatkowski DJ, Dorer DJ, Thiele EA. Infantile spasms and
intellectual outcomes in children with tuberous sclerosis complex. Neurology. 2005;65:235–238. [PubMed]
- 89.Curatolo
P, Napolioni V, Moavero R. Autism spectrum disorders in tuberous
sclerosis: pathogenetic pathways and implications for treatment. J Child Neurol. 2010;25:873–880. [PubMed]
- 90.Weiner
HL, Carlson C, Ridgway EB, Zaroff CM, Miles D, LaJoie J, Devinsky O.
Epilepsy surgery in young children with tuberous sclerosis: results of a
novel approach. Pediatrics. 2006;117:1494–1502. [PubMed]
- 91.Liang
S, Li A, Zhao M, Jiang H, Yu S, Meng X, Sun Y. Epilepsy surgery in
tuberous sclerosis complex: emphasis on surgical candidate and
neuropsychology. Epilepsia. 2010. Published ahead of print July 14, 2010. [PubMed]
- 92.Wiznitzer M. Autism and tuberous sclerosis. J Child Neurol. 2004;19:675–679. [PubMed]
- 93.Bolton PF. Neuroepileptic correlates of autistic symptomatology in tuberous sclerosis. Ment Retard Dev Disabil Res Rev. 2004;10:126–131. [PubMed]
- 94.Asano
E, Chugani DC, Muzik O, Behen M, Janisse J, Rothermel R, Mangner TJ,
Chakraborty PK, Chugani HT. Autism in tuberous sclerosis complex is
related to both cortical and subcortical dysfunction. Neurology. 2001;57:1269–1277. [PubMed]
- 95.Bolton
PF, Park RJ, Higgins JN, Griffiths PD, Pickles A. Neuro-epileptic
determinants of autism spectrum disorders in tuberous sclerosis complex.
Brain. 2002;125:1247–1255. [PubMed]
- 96.Eluvathingal
TJ, Behen ME, Chugani HT, Janisse J, Bernardi B, Chakraborty P, Juhasz
C, Muzik O, Chugani DC. Cerebellar lesions in tuberous sclerosis
complex: neurobehavioral and neuroimaging correlates. J Child Neurol. 2006;21:846–851. [PubMed]
- 97.Jansen
FE, Braams O, Vincken KL, Algra A, Anbeek P, Jennekens-Schinkel A,
Halley D, Zonnenberg BA, van den Ouweland A, van Huffelen AC, van
Nieuwenhuizen O, Nellist M. Overlapping neurologic and cognitive
phenotypes in patients with TSC1 or TSC2 mutations. Neurology. 2008;70:908–915. [PubMed]
- 98.Saemundsen
E, Ludvigsson P, Hilmarsdottir I, Rafnsson V. Autism spectrum disorders
in children with seizures in the first year of life - a
population-based study. Epilepsia. 2007;48:1724–1730. [PubMed]
- 99.Jeste
SS, Sahin M, Bolton P, Ploubidis GB, Humphrey A. Characterization of
autism in young children with tuberous sclerosis complex. J Child Neurol. 2008;23:520–525. [PubMed]
- 100.Wong V. Study of the relationship between tuberous sclerosis complex and autistic disorder. J Child Neurol. 2006;21:199–204. [PubMed]
- 101.Jansen
FE, Vincken KL, Algra A, Anbeek P, Braams O, Nellist M, Zonnenberg BA,
Jennekens-Schinkel A, van den Ouweland A, Halley D, van Huffelen AC, van
Nieuwenhuizen O. Cognitive impairment in tuberous sclerosis complex is a
multifactorial condition. Neurology. 2008;70:916–923. [PubMed]
- 102.Foster KG, Fingar DC. Mammalian target of rapamycin (mTOR): conducting the cellular signaling symphony. J Biol Chem. 2010;285:14071–14077. [PMC free article] [PubMed]
- 103.Mi
R, Ma J, Zhang D, Li L, Zhang H. Efficacy of combined inhibition of
mTOR and ERK/MAPK pathways in treating a tuberous sclerosis complex cell
model. J Genet Genomics. 2009;36:355–361. [PubMed]
- 104.Stafstrom
CE. Progress toward understanding epileptogenesis in tuberous sclerosis
complex: two hits, no outs, and the Eker rat is up to bat. Epilepsy Curr. 2005;5:136–138. [PMC free article] [PubMed]
- 105.von
der Brelie C, Waltereit R, Zhang L, Beck H, Kirschstein T. Impaired
synaptic plasticity in a rat model of tuberous sclerosis. Eur J Neurosci. 2006;6:686–692. [PubMed]
- 106.Ehninger
D, Han S, Shilyansky C, Zhou Y, Li W, Kwiatkowski DJ, Ramesh V, Silva
AJ. Reversal of learning deficits in a Tsc2+/− mouse model of tuberous
sclerosis. Nat Med. 2008;14:843–848. [PMC free article] [PubMed]
- 107.Meikle
L, Talos DM, Onda H, Pollizzi K, Rotenberg A, Sahin M, Jensen FE,
Kwiatkowski DJ. A mouse model of tuberous sclerosis: neuronal loss of
Tsc1 causes dysplastic and ectopic neurons, reduced myelination, seizure
activity, and limited survival. J Neurosci. 2007;27:5546–5558. [PubMed]
- 108.Wong
M, Ess KC, Uhlmann EJ, Jansen LA, Li W, Crino PB, Mennerick S, Yamada
KA, Gutmann DH. Impaired glial glutamate transport in a mouse tuberous
sclerosis epilepsy model. Ann Neurol. 2003;54:251–256. [PubMed]
- 109.Jansen
LA, Uhlmann EJ, Crino PB, Gutmann DH, Wong M. Epileptogenesis and
reduced inward rectifier potassium current in tuberous sclerosis
complex-1-deficient astrocytes. Epilepsia. 2005;46:1871–1880. [PubMed]
- 110.Talos
DM, Kwiatkowski DJ, Cordero K, Black PM, Jensen FE. Cell-specific
alterations of glutamate receptor expression in tuberous sclerosis
complex cortical tubers. Ann Neurol. 2008;63:454–465. [PMC free article] [PubMed]
- 111.Franz
DN, Leonard J, Tudor C, Chuck G, Care M, Sethuraman G, Dinopoulos A,
Thomas G, Crone KR. Rapamycin causes regression of astrocytomas in
tuberous sclerosis complex. Ann Neurol. 2006;59:490–498. [PubMed]
- 112.Meikle
L, Pollizzi K, Egnor A, Kramvis I, Lane H, Sahin M, Kwiatkowski DJ.
Response of a neuronal model of tuberous sclerosis to mammalian target
of rapamycin (mTOR) inhibitors: effects on mTORC1 and Akt signaling lead
to improved survival and function. J Neurosci. 2008;28:5422–5432. [PMC free article] [PubMed]
- 113.Zeng LH, Xu L, Gutmann DH, Wong M. Rapamycin prevents epilepsy in a mouse model of tuberous sclerosis complex. Ann Neurol. 2008;63:444–453. [PubMed]
- 114.Muncy J, Butler IJ, Koenig MK. Rapamycin reduces seizure frequency in tuberous sclerosis complex. J Child Neurol. 2009;24:477. [PMC free article] [PubMed]
- 115.Zeng
LH, Rensing NR, Wong M. The mammalian target of rapamycin signaling
pathway mediates epileptogenesis in a model of temporal lobe epilepsy. J Neurosci. 2009;29:6964–6972. [PMC free article] [PubMed]
- 116.Parisi P, Bombardieri R, Curatolo P. Current role of vigabatrin in infantile spasms. Eur J Paediatr Neurol. 2007;11:331–336. [PubMed]
- 117.Willmore LJ, Abelson MB, Ben-Menachem E, Pellock JM, Shields WD. Vigabatrin: 2008 update. Epilepsia. 2009;50:163–173. [PubMed]
- 118.Sharma
A, Hoeffer CA, Takayasu Y, Miyawaki T, McBride SM, Klann E, Zukin RS.
Dysregulation of mTOR signaling in fragile X syndrome. J Neurosci. 2010;30:694–702. [PubMed]
- 119.Ogawa
S, Kwon CH, Zhou J, Koovakkattu D, Parada LF, Sinton CM. A
seizure-prone phenotype is associated with altered free-running rhythm
in Pten mutant mice. Brain Res. 2007;1168:112–123. [PubMed]
- 120.Ljungberg
MC, Sunnen CN, Lugo JN, Anderson AE, D'Arcangelo G. Rapamycin
suppresses seizures and neuronal hypertrophy in a mouse model of
cortical dysplasia. Dis Model Mech. 2009;2:389–398. [PMC free article] [PubMed]
- 121.Uhlhaas PJ, Singer W. Neural synchrony in brain disorders: relevance for cognitive dysfunctions and pathophysiology. Neuron. 2006;52:155–168. [PubMed]
- 122.Just
MA, Cherkassky VL, Keller TA, Kana RK, Minshew NJ. Functional and
anatomical cortical underconnectivity in autism: evidence from an FMRI
study of an executive function task and corpus callosum morphometry. Cereb Cortex. 2007;17:951–961. [PubMed]
- 123.Dolen G, Bear MF. Role for metabotropic glutamate receptor 5 (mGluR5) in the pathogenesis of fragile X syndrome. J Physiol. 2008;586.6:1503–1508. [PMC free article] [PubMed]