Transcriptional dysregulation and impaired neuronal activity in <i>FMR1</i> knock-out and Fragile X patients’ iPSC-derived models
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The lack of fragile X mental retardation protein (FMRP) protein, due to a repression of the FMR1 gene, causes Fragile X syndrome (FXS), one of the most prevalent forms of syndromic autisms. The FMR1 gene codes for an RNA binding protein involved in the regulation of gene expression through RNA processing, control of local translation, and protein-protein interactions; processes that are crucial for proper brain development. Taking advantage of induced pluripotent stem cells (iPSCs) and CRISPR-Cas9 genome editing technologies, we generated iPSC-derived cortical neural progenitors and cortical neurons from an FMR1 knock-out and patient cell line with the aim of identifying common phenotypes between the two cellular models. Using RNA sequencing, quantitative PCR and multielectrode array approaches, we assessed how the absence of the functional FMR1 gene affects the transcriptional profiles and the activities of iPSC-derived cortical neuronal progenitor cells (NPCs) and neurons with both models. We observed that FMR1 KO and FXS patient cells have a decrease in their mean firing rate; a cellular activity that can also be blocked by tetrodotoxin (TTX) application in wild-type active neurons. Relative to wild-type neurons, in FMR1 KO neurons, increased expression of presynaptic mRNA and transcription factors involved in the forebrain specification and decreased levels of mRNA coding AMPA and NMDA subunits were observed. Intriguingly, 40% of the differentially expressed genes were commonly deregulated between NPCs and differentiating neurons with significant enrichments in FMRP targets and Autism Related Genes found amongst downregulated genes. This implies that an absence of functional FMRP affects transcriptional profiles at the NPC stage, resulting in impaired activity and differentiation of the progenitors into mature neurons over time. These findings from the FMR1 KO lines were also shared with FXS patients’ iPSC-derived cells that also present with an impairment in activity and neuronal differentiation, illustrating the critical role of FMRP protein in neuronal development.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 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 | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».