Early born neurons are abnormally positioned in the doublecortin knockout hippocampus

Autor: Virginie Lavilla, Reham Khalaf-Nazzal, Leila Muresan, Melissa A. Stouffer, Audrey Roumegous, Fiona Francis, Robert Olaso, Imane Moutkine, Wassila Carpentier, Hugues Roest Crollius, Benoit Albaud, Sylvie Dumont, Nicolas Cagnard
Přispěvatelé: Institut du Fer à Moulin, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre National de Génotypage (CNG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Plateforme Post-génomique de la Pitié-Salpêtrière (P3S), UMS omique (OMIQUE), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Unité Mixte de Service d'Imagerie et de Cytométrie (UMS LUMIC), Plateforme Affymetrix de biologie moléculaire, Institut Curie [Paris], Plate Forme Paris Descartes de Bioinformatique (BIP-D), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5), Institut du Fer à Moulin (IFM - Inserm U1270 - SU), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Curie, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Centre National de Génotypage ( CNG ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Plateforme Post-génomique de la Pitié-Salpêtrière ( P3S ), UMS omique ( OMIQUE ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Unité Mixte de Service d'Imagerie et de Cytométrie ( UMS LUMIC ), INSTITUT CURIE, Plate Forme Paris Descartes de Bioinformatique ( BIP-D ), Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ), Cortex development and pathology (U1270), Serotonin, microglia, plasticity and pathology (U1270), Cortical development and pathology (U1270), HAL-UPMC, Gestionnaire
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2016
Předmět:
Doublecortin Domain Proteins
Male
0301 basic medicine
Doublecortin Protein
[SDV.NEU.NB]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology
Laser Capture Microdissection
Hippocampal formation
Cell morphology
Hippocampus
Mice
03 medical and health sciences
[SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry
Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN]
Gene expression
Image Processing
Computer-Assisted
Genetics
medicine
Animals
CA1 Region
Hippocampal
Molecular Biology
Genetics (clinical)
Mice
Knockout
Neurons
Microscopy
Confocal
biology
Neuropeptides
[SDV.NEU.NB] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology
Wild type
[SDV.BDD.EO] Life Sciences [q-bio]/Development Biology/Embryology and Organogenesis
Brain
General Medicine
Anatomy
CA3 Region
Hippocampal
Phenotype
Doublecortin
Cell biology
030104 developmental biology
medicine.anatomical_structure
[SDV.BDD.EO]Life Sciences [q-bio]/Development Biology/Embryology and Organogenesis
nervous system
[ SDV.BBM.GTP ] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry
Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN]
[ SDV.NEU.NB ] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology
[ SDV.BDD.EO ] Life Sciences [q-bio]/Development Biology/Embryology and Organogenesis
biology.protein
[SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry
Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN]
Female
Neuron
Pyramidal cell
Microtubule-Associated Proteins
Zdroj: Human Molecular Genetics
Human Molecular Genetics, Oxford University Press (OUP), 2016, 26 (1), pp.90-108. ⟨10.1093/hmg/ddw370⟩
Human Molecular Genetics, 2017, 26 (1), pp.90-108. ⟨10.1093/hmg/ddw370⟩
Human Molecular Genetics, Oxford University Press (OUP), 2016, 26 (1), pp.90-108. 〈10.1093/hmg/ddw370〉
ISSN: 0964-6906
1460-2083
DOI: 10.1093/hmg/ddw370⟩
Popis: International audience; Human doublecortin (DCX) mutations are associated with severe brain malformations leading to aberrant neuron positioning (heterotopia), intellectual disability and epilepsy. The Dcx protein plays a key role in neuronal migration, and hippocampal pyramidal neurons in Dcx knockout (KO) mice are disorganized. The single CA3 pyramidal cell layer observed in wild type (WT) is present as two abnormal layers in the KO, and CA3 KO pyramidal neurons are more excitable than WT. Dcx KO mice also exhibit spontaneous epileptic activity originating in the hippocampus. It is unknown, however, how hyperexcitability arises and why two CA3 layers are observed.Transcriptome analyses were performed to search for perturbed postnatal gene expression, comparing Dcx KO CA3 pyramidal cell layers with WT. Gene expression changes common to both KO layers indicated mitochondria and Golgi apparatus anomalies, as well as increased cell stress. Intriguingly, gene expression analyses also suggested that the KO layers differ significantly from each other, particularly in terms of maturity. Layer-specific molecular markers and BrdU birthdating to mark the final positions of neurons born at distinct timepoints revealed inverted layering of the CA3 region in Dcx KO animals. Notably, many early-born ‘outer boundary’ neurons are located in an inner position in the Dcx KO CA3, superficial to other pyramidal neurons. This abnormal positioning likely affects cell morphology and connectivity, influencing network function. Dissecting this Dcx KO phenotype sheds light on coordinated developmental mechanisms of neuronal subpopulations, as well as gene expression patterns contributing to a bi-layered malformation associated with epilepsy.
Databáze: OpenAIRE
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