Translatome analysis of tuberous sclerosis complex 1 patient-derived neural progenitor cells reveals rapamycin-dependent and independent alterations
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Tuberous sclerosis complex (TSC) is an inherited neurocutaneous disorder caused by mutations in the TSC1 or TSC2 genes, with patients often exhibiting neurodevelopmental (ND) manifestations termed TSC-associated neuropsychiatric disorders (TAND) including autism spectrum disorder (ASD) and intellectual disability. Hamartin (TSC1) and tuberin (TSC2) proteins form a complex inhibiting mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1) signaling. Loss of TSC1 or TSC2 activates mTORC1 that, among several targets, controls protein synthesis by inhibiting translational repressor eIF4E-binding proteins. Using TSC1 patient-derived neural progenitor cells (NPCs), we recently reported early ND phenotypic changes, including increased cell proliferation and altered neurite outgrowth in TSC1-null NPCs, which were unaffected by the mTORC1 inhibitor rapamycin. METHODS: Here, we used polysome profiling, which quantifies changes in mRNA abundance and translational efficiencies at a transcriptome-wide level, to compare CRISPR-edited TSC1-null with CRISPR-corrected TSC1-WT NPCs generated from one TSC donor (one clone/genotype). To assess the relevance of identified gene expression alterations, we performed polysome profiling in postmortem brains from ASD donors and age-matched controls. We further compared effects on translation of a subset of transcripts and rescue of early ND phenotypes in NPCs following inhibition of mTORC1 using the allosteric inhibitor rapamycin versus a third-generation bi-steric, mTORC1-selective inhibitor RMC-6272. RESULTS: Polysome profiling of NPCs revealed numerous TSC1-associated alterations in mRNA translation that were largely recapitulated in human ASD brains. Moreover, although rapamycin treatment partially reversed the TSC1-associated alterations in mRNA translation, most genes related to neural activity/synaptic regulation or ASD were rapamycin-insensitive. In contrast, treatment with RMC-6272 inhibited rapamycin-insensitive translation and reversed TSC1-associated early ND phenotypes including proliferation and neurite outgrowth that were unaffected by rapamycin. CONCLUSIONS: Our work reveals ample mRNA translation alterations in TSC1 patient-derived NPCs that recapitulate mRNA translation in ASD brain samples. Further, suppression of TSC1-associated but rapamycin-insensitive translation and ND phenotypes by RMC-6272 unveils potential implications for more efficient targeting of mTORC1 as a superior treatment strategy for TAND.
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| 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) | 0,001 | 0,000 |
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Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».