A cognitive resilience gene expression signature in excitatory intratelencephalic cortical neurons
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Alzheimer’s disease (AD) is a devastating form of dementia, and its prevalence is rising as human lifespan increases. Our lab created the AD‐BXD mouse model, which expresses AD mutations across a genetically diverse reference panel (BXD), to identify factors that confer resilience to cognitive decline in AD. This model mimics key characteristics of human AD including variation in age of onset and severity of cognitive decline. Method To facilitate discovery of conserved mechanisms of resilience to AD, we generated a cross‐species single‐nuclei transcriptomic dataset from normal and AD human (ROSMAP) and AD‐BXD mouse frontal cortex tissue. We interrogated resilience‐associated gene expression signatures, validated resilience candidate genes with human reference data, and used a druggability ranking and drug repositioning pipeline to nominate drugs to promote resilience to AD. To learn more about the context of resilience gene expression, we used a hierarchical mapping algorithm to predict anatomical locations of cells expressing resilience gene signatures. Result We found the strongest gene expression signature associated with cognitive resilience to AD arises from excitatory layer 4/5 (eL4/5) cortical intratelencephalic neurons. This resilience signature includes genes involved in synaptic plasticity, vesicle transport, and axonal and dendritic development. We found that 27 of the 61 genes in the resilience signature are druggable and identified several candidate drugs for further investigation (Telpoukhovskaia et al., 2022). We also identified genes expressed across a continuum of cognitive performance. Our hierarchical mapping approach showed that the eL4/5 neurons expressing resilience signature genes are distributed throughout the frontal cortex, mainly in the somatomotor area. Conclusion We identified 61 candidate resilience genes to target with new or existing drugs. We also determined that expression of resilience candidate genes occurs in eL4/5 neurons in the somatomotor region of the cortex. Ongoing projects in the lab aim to evaluate efficacy of nominated drugs and profile learning‐specific proteomes of eL4/5 neurons in resilient and susceptible AD‐BXD strains. When integrated with existing genetic, behavioral, and pathological data, our work will elucidate the cellular, molecular, and genetic mechanisms that contribute to cognitive resilience in face of neurodegenerative disease pathology.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| 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 |
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 ».