Abstract Child abuse (CA) is a strong predictor of psychopathologies and suicide, altering normal trajectories of brain development in areas closely linked to emotional responses such as the prefrontal cortex (PFC). Yet, the cellular underpinnings of these enduring effects are unclear. Childhood and adolescence are marked by the protracted formation of perineuronal nets (PNNs), which orchestrate the closure of developmental windows of cortical plasticity by regulating the functional integration of parvalbumin interneurons (PV) into neuronal circuits. Using well-characterized post-mortem brain samples, we show that a history of CA is specifically associated with increased densities and morphological complexity of WFL-labeled PNNs in the ventromedial PFC (BA11/12), possibly suggesting increased recruitment and maturation of PNNs. Through single-nucleus sequencing and fluorescent in-situ hybridization, we found that the expression of canonical components of PNNs is enriched in oligodendrocyte progenitor cells (OPCs), and that they are upregulated in CA victims. These correlational findings suggest that early-life adversity may lead to persistent patterns of maladaptive behaviors by reducing the neuroplasticity of cortical circuits through the enhancement of developmental OPC-mediated PNN formation.

Abstract Perineuronal nets (PNNs) are a condensed subtype of extracellular matrix that form a net-like coverings around certain neurons in the brain. PNNs are primarily composed of chondroitin sulfate (CS) proteoglycans from the lectican family that consist of CS-glycosaminoglycan (CS-GAG) side chains attached to a core protein. CS disaccharides (CS-d) can exist in various isoforms with different sulfation patterns. Literature suggests that CS-d sulfation patterns can influence the function of PNNs as well as their labeling. This study was conducted to characterize such interregional CS-d sulfation pattern differences in adult human (N = 81) and mouse (N = 19) brains. Liquid chromatography tandem mass spectrometry was used to quantify five different CS-d sulfation patterns, which were then compared to immunolabeling of PNNs using Wisteria Floribunda Lectin (WFL) to identify CS-GAGs and anti-aggrecan to identify CS proteoglycans. In healthy brains, significant regional and species-specific differences in CS-d sulfation and single versus double-labeling pattern were identified. A secondary analysis to investigate how early-life stress (ELS) impacts these PNN features discovered that although ELS increases WFL+ PNN density, the CS-GAG sulfation code and single versus double PNN-labeling distributions remained unaffected in both species. These results underscore PNN complexity in traditional research, emphasizing the need to consider their heterogeneity in future experiments.

Abstract Perineuronal nets (PNNs) are a condensed subtype of extracellular matrix that form a net-like coverings around certain neurons in the brain. PNNs are primarily composed of chondroitin sulfate (CS) proteoglycans from the lectican family that consist of CS-glycosaminoglycan side chains attached to a core protein. CS disaccharides can exist in various isoforms with different sulfation patterns. Literature suggests that CS disaccharide sulfation patterns can influence the function of PNNs as well as their labeling. This study was conducted to characterize such interregional CS disaccharide sulfation pattern differences in adult human (n = 81) and mouse (n = 19) brains. Liquid chromatography tandem mass spectrometry was used to quantify five different CS disaccharide sulfation patterns, which were then compared to immunolabeling of PNNs using Wisteria Floribunda Lectin (WFL) to identify CS-glycosaminoglycans and anti-aggrecan to identify CS proteoglycans. In healthy brains, significant regional and species-specific differences in CS disaccharide sulfation and single versus double-labeling pattern were identified. A secondary analysis to investigate how early-life stress impacts these PNN features discovered that although early-life stress increases WFL+ PNN density, the CS-glycosaminoglycan sulfation code and single versus double PNN-labeling distributions remained unaffected in both species. These results underscore PNN complexity in traditional research, emphasizing the need to consider their heterogeneity in future experiments.

ABSTRACT Using spatial transcriptomics and FISH, we detected very few cells expressing neural stem cell- and proliferation-specific genes in the human dentate gyrus (DG) from childhood to middle age. However, we observed at all ages a significant number of DG cells expressing the immature neuronal marker DCX . Across ages, the majority of these cells displayed an inhibitory phenotype, while the remainder were non-committed or excitatory in nature.