Sublayer- and cell-type-specific neurodegenerative transcriptional trajectories in hippocampal sclerosis
Cid, Elena (Instituto Cajal (Consejo Superior de Investigaciones Científicas))
Marquez-Galera, A. (Instituto de Neurociencias. Universidad Miguel Hernández-Consejo Superior de Investigaciones Científicas (UMH-CSIC))
Valero, Manuel (Instituto Cajal (Consejo Superior de Investigaciones Científicas))
Gal, B. (Universidad Europea de Madrid)
Medeiros, D.C. (Instituto Cajal (Consejo Superior de Investigaciones Científicas))
Navarron, C.M. (Instituto de Neurociencias. Universidad Miguel Hernández-Consejo Superior de Investigaciones Científicas (UMH-CSIC))
Ballesteros-Esteban, L. (Instituto Cajal (Consejo Superior de Investigaciones Científicas))
Reig-Viader, R. (Universitat Autònoma de Barcelona)
Morales, Aixa V. (Instituto Cajal (Consejo Superior de Investigaciones Científicas))
Fernandez-Lamo, I. (Instituto Cajal (Consejo Superior de Investigaciones Científicas))
Gomez-Dominguez, D. (Instituto Cajal (Consejo Superior de Investigaciones Científicas))
Sato, M. (RIKEN Brain Science Institute)
Hayashi, Y. (Kyoto University Graduate School of Medicine)
Bayés, Àlex (Institut d'Investigació Biomèdica Sant Pau)
Barco, Ángel (Instituto de Neurociencias. Universidad Miguel Hernández-Consejo Superior de Investigaciones Científicas (UMH-CSIC))
Lopez-Atalaya, J.P. (Instituto de Neurociencias. Universidad Miguel Hernández-Consejo Superior de Investigaciones Científicas (UMH-CSIC))
de la Prida, Liset Menéndez (Instituto Cajal (Consejo Superior de Investigaciones Científicas))

Date:	2021
Abstract:	Hippocampal sclerosis, the major neuropathological hallmark of temporal lobe epilepsy, is characterized by different patterns of neuronal loss. The mechanisms of cell-type-specific vulnerability and their progression and histopathological classification remain controversial. Using single-cell electrophysiology in vivo and immediate-early gene expression, we reveal that superficial CA1 pyramidal neurons are overactive in epileptic rodents. Bulk tissue and single-nucleus expression profiling disclose sublayer-specific transcriptomic signatures and robust microglial pro-inflammatory responses. Transcripts regulating neuronal processes such as voltage channels, synaptic signaling, and cell adhesion are deregulated differently by epilepsy across sublayers, whereas neurodegenerative signatures primarily involve superficial cells. Pseudotime analysis of gene expression in single nuclei and in situ validation reveal separated trajectories from health to epilepsy across cell types and identify a subset of superficial cells undergoing a later stage in neurodegeneration. Our findings indicate that sublayer- and cell-type-specific changes associated with selective CA1 neuronal damage contribute to progression of hippocampal sclerosis.
Grants:	European Commission 304111 Agencia Estatal de Investigación SAF2017-87928-R Agencia Estatal de Investigación SAF2017-85717-R Agencia Estatal de Investigación RTI2018-098581-B-I00 Agencia Estatal de Investigación SEV-2017-072 Agencia Estatal de Investigación RTI2018-102260-B-I00 Agencia Estatal de Investigación RTI2018-097037-B-I00 Ministerio de Economía y Competitividad BES-2013-064171 Ministerio de Economía y Competitividad BES-2016-076281 Ministerio de Economía y Competitividad RYC-2015-18056 Ministerio de Economía y Competitividad BFU2015-69717-P
Note:	Altres ajuts: Fundación Tatiana Pérez de Guzman el Bueno; SynCogDis Network (SAF2014-52624-REDT, SAF2017-90664-REDT); Human Frontiers Science Program (HFSP RGP0022/2013); Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER).
Rights:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.
Language:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Published in:	Cell reports, Vol. 35 Núm. 10 (august 2021) , p. 109229, ISSN 2211-1247

DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109229
PMID: 34107264

24 p, 6.5 MB

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