Probing the biological consequences of a previously undescribed de novo mutation of ZMYND11 in a schizophrenia patient by CRISPR genome editing and induced pluripotent stem cell based in vitro disease-modeling

Tordai, Csongor [Tordai, Csongor Balázs, szerző] Molekuláris Pszichiátria és In Vitro Betegségmo... (SE / AOK / K / PPK); Molekuláris Élettudományi Intézet (HRN TTK); Hathy, Edit [Hathy, Edit Margit (idegtudományok), szerző] Molekuláris Pszichiátria és In Vitro Betegségmo... (SE / AOK / K / PPK); Gyergyák, Hella; Vincze, Katalin [Vincze, Katalin (Pszichiátriai gen...), szerző] Molekuláris Élettudományi Intézet (HRN TTK); Molekuláris Pszichiátria és In Vitro Betegségmo... (SE / AOK / K / PPK); Baradits, Máté [Baradits, Máté (Pszichiátria), szerző] Pszichiátriai és Pszichoterápiás Klinika (SE / AOK / K); Molekuláris Pszichiátria és In Vitro Betegségmo... (SE / AOK / K / PPK); Koller, Júlia [Koller, Júlia (Biokémia, bioinfo...), szerző] Genomikai Medicina és Ritka Betegségek Intézete (SE / AOK / I); Molekuláris Pszichiátria és In Vitro Betegségmo... (SE / AOK / K / PPK); Póti, Ádám [Póti, Ádám (Biológia), szerző] Molekuláris Élettudományi Intézet (HRN TTK); Jezsó, Bálint [Jezsó, Bálint (Sejtbiológia), szerző] Molekuláris Élettudományi Intézet (HRN TTK); Homolya, László [Homolya, László (Molekuláris sejtb...), szerző] Molekuláris Élettudományi Intézet (HRN TTK); Molnár, Mária Judit [Molnár, Mária Judit (Neurológia), szerző] Genomikai Medicina és Ritka Betegségek Intézete (SE / AOK / I); Nagy, László [Nagy, László (Molekuláris biológia), szerző] Biokémiai és Molekuláris Biológiai Intézet (DE / ÁOK); Szüts, Dávid ✉ [Szüts, Dávid (Molekuláris biológia), szerző] Molekuláris Élettudományi Intézet (HRN TTK); Apáti, Ágota ✉ [Apáti, Ágota (Őssejt kutatás), szerző] Molekuláris Élettudományi Intézet (HRN TTK); Réthelyi, János M. ✉ [Réthelyi, János (Pszichiátria- kog...), szerző] Pszichiátriai és Pszichoterápiás Klinika (SE / AOK / K); Molekuláris Pszichiátria és In Vitro Betegségmo... (SE / AOK / K / PPK)

Angol nyelvű Szakcikk (Folyóiratcikk) Tudományos
Megjelent: SCHIZOPHRENIA RESEARCH 0920-9964 1573-2509 273 pp. 107-120 2024
  • SJR Scopus - Psychiatry and Mental Health: Q1
Azonosítók
Támogatások:
  • Nemzeti Agykutatási Program, NAP(NAP-B KTIA_NAP_13-2014-0011)
  • (2017-1.2.1-NKP-2017-00002.)
  • (NAP-A KTIA_13_NAP-A-I/6)
  • (TKP2021-EGA25)
  • (GINOP-2.1.1-15-2015-00369)
  • (RG-IPI-2016 TP10/015)
Szakterületek:
  • Pszichiátriai betegségek (pl. skizofrénia, autizmus, Tourette-szindróma, rögeszmés, kényszeres betegség, depresszió, bipoláris betegség, figyelemhiányos hiperaktivitás)
Background: Schizophrenia (SCZ) is a severe neuropsychiatric disorder of complex, poorly understood etiology, associated with both genetic and environmental factors. De novo mutations (DNMs) represent a new source of genetic variation in SCZ, however, in most cases their biological significance remains unclear. We sought to investigate molecular disease pathways connected to DNMs in SCZ by combining human induced pluripotent stem cell (hiPSC) based disease modeling and CRISPR-based genome editing. Methods: We selected a SCZ case-parent trio with the case individual carrying a potentially disease causing 1495C > T nonsense DNM in the zinc finger MYND domain-containing protein 11 (ZMYND11), a gene implicated in biological processes relevant for SCZ. In the patient-derived hiPSC line the mutation was corrected using CRISPR, while monoallelic or biallelic frameshift mutations were introduced into a control hiPSC line. Isogenic cell lines were differentiated into hippocampal neuronal progenitor cells (NPCs) and functionally active dentate gyrus granule cells (DGGCs). Immunofluorescence microscopy and RNA sequencing were used to test for morphological and transcriptomic differences at NPC and DGCC stages. Functionality of neurons was investigated using calcium-imaging and multi-electrode array measurements. Results: Morphology in the mutant hippocampal NPCs and neurons was preserved, however, we detected significant transcriptomic and functional alterations. RNA sequencing showed massive upregulation of neuronal differentiation genes, and downregulation of cell adhesion genes. Decreased reactivity to glutamate was demonstrated by calcium-imaging. Conclusions: Our findings lend support to the involvement of glutamatergic dysregulation in the pathogenesis of SCZ. This approach represents a powerful model system for precision psychiatry and pharmacological research. © 2024 The Authors
Hivatkozás stílusok: IEEEACMAPAChicagoHarvardCSLMásolásNyomtatás
2025-03-30 10:23