Aperçu: G.M.
Les études génétiques humaines identifient rapidement des variants qui augmentent le risque de troubles neurodéveloppementaux. Cependant,
la façon dont des mutations spécifiques affectent la
fonction cérébrale et contribuent au risque neuropsychiatrique n'est pas claire. La
suppression du chromosome 16p11.2 est l'une des variations de nombre de
copies les plus courantes dans l'autisme et les troubles
neurodéveloppementaux connexes. L'équipe montre que les porteurs de délétion 16p11.2 présentent une
connectivité préfrontal altérée, ce qui entraîne un couplage fonctionnel
à longue portée plus faible avec les régions temporo-pariétales. Ces changements fonctionnels sont associés à des déficiences socio-cognitives.
Les chercheurs montrent également qu'une souris avec la même déficience
génétique présente une connectivité préfrontale diminuée de manière
similaire, ainsi qu'un mauvais câblage thalamo-préfrontal et une
synchronisation fonctionnelle réduite à longue distance.
Ces
résultats révèlent un lien mécanique entre le risque génétique
spécifique pour les troubles neurodéveloppementaux et le couplage
fonctionnel à longue distance, et suggèrent que la délétion dans 16p11.2
peut conduire à une altération de la fonction socio-cognitive par un
dérèglement de la connectivité préfrontale.
Brain. 2018 May 2. doi: 10.1093/brain/awy111.
Autism-associated 16p11.2 microdeletion impairs prefrontal functional connectivity in mouse and human
Bertero A1,2, Liska A1, Pagani M1, Parolisi R3, Masferrer ME4, Gritti M5, Pedrazzoli M5, Galbusera A1, Sarica A6, Cerasa A6,7, Buffelli M8, Tonini R5, Buffo A3, Gross C4, Pasqualetti M1,2, Gozzi A1.
Author information
- 1
- Functional Neuroimaging Laboratory, Istituto Italiano di Tecnologia, Center for Neuroscience and Cognitive Systems @UniTn, Rovereto, Italy.
- 2
- Department of Biology, Unit of Cell and Developmental Biology, University of Pisa, Pisa, Italy.
- 3
- Department of Neuroscience Rita Levi-Montalcini- University of Torino, Neuroscience Institute Cavalieri Ottolenghi (NICO), Torino, Italy.
- 4
- Epigenetics and Neurobiology Unit, European Molecular Biology Laboratory (EMBL), Monterotondo, Italy.
- 5
- Neuroscience and Brain Technologies Department, Istituto Italiano di Tecnologia, Genova, Italy.
- 6
- Consiglio Nazionale delle Ricerche, Catanzaro, Italy.
- 7
- S. Anna Institute and Research in Advanced Neuro-rehabilitation (RAN) Crotone, Italy.
- 8
- Department of Neurosciences, Biomedicine and Movement Sciences, University of Verona, Italy.
Abstract
Human
genetic studies are rapidly identifying variants that increase risk for
neurodevelopmental disorders. However, it remains unclear how specific
mutations impact brain function and contribute to neuropsychiatric risk.
Chromosome 16p11.2 deletion is one of the most common copy number
variations in autism
and related neurodevelopmental disorders. Using resting state
functional MRI data from the Simons Variation in Individuals Project
(VIP) database, we show that 16p11.2 deletion carriers exhibit impaired
prefrontal connectivity, resulting in weaker long-range functional
coupling with temporal-parietal regions. These functional changes are
associated with socio-cognitive impairments. We also document that a
mouse with the same genetic deficiency exhibits similarly diminished
prefrontal connectivity, together with thalamo-prefrontal miswiring and
reduced long-range functional synchronization. These results reveal a
mechanistic link between specific genetic risk for neurodevelopmental
disorders and long-range functional coupling, and suggest that deletion
in 16p11.2 may lead to impaired socio-cognitive function via
dysregulation of prefrontal connectivity.
- PMID:29722793
- DOI:10.1093/brain/awy111