Gene co-expression networks shed light into diseases of brain iron accumulation
Notice bibliographique
Résumé
Aberrant brain iron deposition is observed in both common and rare neurodegenerative disorders, including those categorized as Neurodegeneration with Brain Iron Accumulation (NBIA), which are characterized by focal iron accumulation in the basal ganglia. Two NBIA genes are directly involved in iron metabolism, but whether other NBIA-related genes also regulate iron homeostasis in the human brain, and whether aberrant iron deposition contributes to neurodegenerative processes remains largely unknown. This study aims to expand our understanding of these iron overload diseases and identify relationships between known NBIA genes and their main interacting partners by using a systems biology approach. We used whole-transcriptome gene expression data from human brain samples originating from 101 neuropathologically normal individuals (10 brain regions) to generate weighted gene co-expression networks and cluster the 10 known NBIA genes in an unsupervised manner. We investigated NBIA-enriched networks for relevant cell types and pathways, and whether they are disrupted by iron loading in NBIA diseased tissue and in an in vivo mouse model. We identified two basal ganglia gene co-expression modules significantly enriched for NBIA genes, which resemble neuronal and oligodendrocytic signatures. These NBIA gene networks are enriched for iron-related genes, and implicate synapse and lipid metabolism related pathways. Our data also indicates that these networks are disrupted by excessive brain iron loading. We identified multiple cell types in the origin of NBIA disorders. We also found unforeseen links between NBIA networks and iron-related processes, and demonstrate convergent pathways connecting NBIAs and phenotypically overlapping diseases. Our results are of further relevance for these diseases by providing candidates for new causative genes and possible points for therapeutic intervention.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».