突变的
CHD8编码一个染色质重塑,广泛与自闭症谱系障碍(ASD);
伯尼尔et al ., 2014;
巴纳德et al ., 2015;
Dingemans表示et al ., 2022;
周et al ., 2022)。人类个体携带
CHD8突变表现出强烈的男女比例(~ 85:15;
Stessman et al ., 2017),这表明CHD8可能是一个理想的目标在ASD学习男女差异的机制。
之前的研究在
Chd8突变小鼠和人类大脑神经元CHD8-related建议多个机制,可能赤字(
Sugathan et al ., 2014;
Cotney et al ., 2015;
王et al ., 2015;
布鲁斯和格里森,2016;
Durak et al ., 2016;
片et al ., 2016;
冈帕斯et al ., 2017;
普拉特et al ., 2017;
王et al ., 2017;
Andreae森,2018年;
荣格et al ., 2018;
Suetterlin et al ., 2018;
韦德et al ., 2018;
徐et al ., 2018;
赵et al ., 2018;
赫伯特et al ., 2020;
吉梅内斯et al ., 2020;
Sood et al ., 2020;
Cherepanov et al ., 2021;
丁et al ., 2021;
Ellingford et al ., 2021;
赫尔利et al ., 2021;
河村建夫et al ., 2021;
Kweon et al ., 2021;
韦斯伯格和艾略特,2021年;
陈et al ., 2022;
Coakley-Youngs et al ., 2022;
董et al ., 2022;
哈达德Derafshi et al ., 2022;
吉梅内斯et al ., 2022;
Kerschbamer et al ., 2022;
李et al ., 2022;
Paulsen et al ., 2022;
Thudium et al ., 2022;
图et al ., 2022;
别墅et al ., 2022;
Yu et al ., 2022;
Hayot et al ., 2023)。然而,机制CHD8-related ASD的男女差异知之甚少(
荣格et al ., 2018;
Cherepanov et al ., 2021;
Yu et al ., 2022)。
Chd8+ / N2373K老鼠携带人类突变都会导致蛋白c端截断(N2373K;
O 'Roak et al ., 2012;
Merner et al ., 2016青少年和成年人)显示male-preponderant行为缺陷。相比之下,
Chd8+ / S62X老鼠表达CHD8-S62X蛋白质氨基端截断(
O 'Roak et al ., 2012男性(而不是女性)显示在青少年行为赤字)和成人男性和女性(
李et al ., 2022),表明age-differential性二态的行为。在这里,我们描述和比较突触,在男性和女性的转录组表型
Chd8+ / S62X老鼠在青少年和成人阶段,导致我们找到age-differential突触和转录组水平的额外性异形理论到行为的水平。
材料和方法动物
Chd8+ / S62X老鼠最近报道(
李et al ., 2022)。老鼠维持在韩国先进科学技术研究所(韩科院)鼠标设备(12 h明暗周期)。
三岁的老鼠P0, P25 P80被用于每个小组(杂合的,野生型,男、女)。大脑很快被切割和深冻RNAlater解决方案(Ambion)稳定rna。RNA提取,图书馆准备、集群生成和Macrogen进行了测序。测序进行平均深度阅读70年至9000万年在paired-ends读取(2×101个基点)使用一个Illumina公司HiSeq 4000 (Illumina公司)
通过Macrogen Inc .转录丰度估计在pseudo-mapping-based模式亩骶基因组(GRCm38)使用鲑鱼(v1.1.0;
Patro et al ., 2017)。差异基因表达分析使用R / Bioconductor DEseq2 (v1.26.0;
爱et al ., 2014),估计丰富数据导入到R (v.3.5.3)使用tximport (
Soneson et al ., 2015)包。的
p值调整为多个测试Benjamini-Hochberg校正。一个阈值被用作基因的差异表达基因的调整
p值小于0.05。我们没有尝试RT-qPCR RNA-Seq的验证结果考虑到RNA-Seq结果通常与RT-qPCR相关的结果,我们的研究提取大部分的生物功能通过GSEA(不是度分析),它使用大量的基因变化(小
萨勃拉曼尼亚et al ., 2005),由RT-qPCR难以验证。
基因集富集分析
褶皱的变化和调整
p值(度)基因差异表达分析被用来执行基因集富集分析(GSEA;
萨勃拉曼尼亚et al ., 2005)。GSEA允许我们捕捉如果基因的表达在特定的基因集合在一个一致的方向改变,尽管每个可能不是重要的足以算作差异表达基因。GSEA软件(gsea2-2.2.4.jar;
http://software.broadinstitute.org/gsea)被用来获得浓缩的分数。表达基因都是排名由褶皱的符号变化乘以log10 (
p值)。1000排列和经典的得分方案被使用,作为推荐的项目。基因集用于这个研究包括那些从分子签名数据库(MSigDB v7.0;
http://software.broadinstitute.org/gsea/msigdb从先前的研究)和ASD-related基因(基因集,调节或在ASD和ASD-risk基因表达下调;有关详细信息,请参阅下面的结果部分;
Voineagu et al ., 2011;
Iossifov et al ., 2014;
Werling et al ., 2016;
杨et al ., 2018)。GSEA结果可视化中使用EnrichmentMap应用Cytoscape 3.8.0。RNA-Seq结果存入NCBI地理(国家生物技术信息中心、基因表达综合)GSE167053库。
此外,P0男性HT / WT成绩单显示负充实等ASD-risk基因集SFARI基因2和FMRP目标(
Werling et al ., 2016)而不是DeNovoMis (protein-disrupting或错义罕见
新创变异;
Iossifov et al ., 2014;
Werling et al ., 2016),DeNovoVariants (protein-disrupting罕见
新创变异;
Iossifov et al ., 2014;
Werling et al ., 2016),或者AutismKB(自闭症知识库;
杨et al ., 2018;
图4一);这些被认为是表达下调的基因集ASD-related删除、想法,看起来相当不可理喻错义,框移和/或剪切位点突变。P0女性HT / WT成绩单显示积极的和消极的充实ASD-related和ASD-risk基因集。这类似于观察到的变化P0-male HT / WT成绩单,这表明与转录组雄性和雌性P0突变体的变化。
先前的研究也报道,ASD细胞类型特异的转录组与变化,包括神经元和少突胶质细胞的基因表达降低,增加基因表达在星形胶质细胞和小胶质细胞(
Voineagu et al ., 2011;
Werling et al ., 2016),尽管可变剪接基因控制蛋白质,包括RBFOX1,可以提供一个不同的监管层(
Irimia et al ., 2014;
Parikshak et al ., 2016;
Quesnel-Vallieres et al ., 2019)。的测试
Chd8+ / S62X细胞类型特异的基因集(转录组的浓缩
奥尔布赖特和Gonzalez-Scarano, 2004年;
Cahoy et al ., 2008;
康et al ., 2011;
蔡塞尔et al ., 2015;
Werling et al ., 2016;
Velmeshev et al ., 2019,
2020年)表明,男性和女性P0 HT / WT转录组负面兴奋neuron-related基因集富集但积极丰富astrocyte-and microglia-related基因集(
图4 b,
C),符合“ASD-like”模式。然而,混合正面和负面的充实也可以观察到一些与抑制性神经元和少突胶质细胞相关基因集,站在ASD-like模式和相反的改变(以下称为“reverse-ASD-like”模式)。
这些结果共同表明,突触在P0和P25基因表达下调基因突变雄性,雌性在P0和P80突变。值得注意的是,downregulations P80 P25突触基因的雄性和雌性有紧密的关联与ASD-like转录组模式(
Voineagu et al ., 2011;
Werling et al ., 2016这些动物中观察到的)。