神经发育以及去极化相关变化影响Timothy综合征中iPSC衍生神经元的转录网络 | Genome Medicine

编码钙信号通路亚基的基因中常见的遗传变异和罕见突变对患多种神经精神疾病的风险具有多重影响，其中包括自闭症谱系障碍（autism spectrum disorder, ASD）和精神分裂症。为了进一步扩展已有基因的表达数据从而探寻其中的机理，来自美国加州大学洛杉矶分校的Daniel H Geschwind及其研究团队在Genome Medicine上发表了一篇名为Alteration in basal and depolarization induced transcriptional network in iPSC derived neurons from Timothy syndrome的文章，构建了一个Timothy综合征（TS）的共表达网络。

图：WGCNA鉴定了与神经发育和去极化相关的共表达模块

Yuan Tian et al.

Timothy综合征是一种具有高ASD外显率的单基因病症，通常由L型钙通道Cav1.2的突变引发。为了确定患者特异性的转录组变化，研究者们对来自于正常个体以及TS患者的（由CACNA1C的G406R变异引起）多个诱导多潜能干细胞系（induced pluripotent stem cell，iPSC）的神经祖细胞和神经元进行了全基因组的加权基因共表达网络分析（WGCNA），并采用转录因子结合位点富集分析来评估TS相关的共表达变化是否反映了钙依赖的共调节。

结果发现在TS和对照细胞系中存在保守的再生发育过程及活性相关基因的共表达模块。通过比较这两类细胞系，他们还鉴定出了能反映TS不同方面的共表达模块，包括智力残疾和ASD相关表型。此外，在整合了共表达和转录因子结合分析后，研究者们发现TS相关的转录变化可能由一些钙依赖的转录因子共同调节，这些转录因子包括NFAT，MEF2，CREB和FOXO。这一发现揭示了TS患者中钙离子信号的改变导致分子失调的相关机制。

该研究应用WGCNA首次在来自TS和对照个体的iPSC衍生神经细胞中构建了与神经发育和去极化相关的共表达网络。这些结果表明，基于基因网络的系统生物学方法有助于深入了解神经发育和作用的分子机制，并提示了钙离子信号失调的下游效应对转录的功能性影响。

Genome Medicine

Doi: 10.1186/s13073-014-0075-5

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Alteration in basal and depolarization induced transcriptional network in iPSC derived neurons from Timothy syndrome

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