MH
Marina Hakobjan
Author with expertise in Neural Interface Technology
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
3
(67% Open Access)
Cited by:
834
h-index:
8
/
i10-index:
8
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Common genetic variants influence human subcortical brain structures

Derrek Hibar et al.Jan 20, 2015
+102
M
J
D
The highly complex structure of the human brain is strongly shaped by genetic influences. Subcortical brain regions form circuits with cortical areas to coordinate movement, learning, memory and motivation, and altered circuits can lead to abnormal behaviour and disease. To investigate how common genetic variants affect the structure of these brain regions, here we conduct genome-wide association studies of the volumes of seven subcortical regions and the intracranial volume derived from magnetic resonance images of 30,717 individuals from 50 cohorts. We identify five novel genetic variants influencing the volumes of the putamen and caudate nucleus. We also find stronger evidence for three loci with previously established influences on hippocampal volume and intracranial volume. These variants show specific volumetric effects on brain structures rather than global effects across structures. The strongest effects were found for the putamen, where a novel intergenic locus with replicable influence on volume (rs945270; P = 1.08 × 10(-33); 0.52% variance explained) showed evidence of altering the expression of the KTN1 gene in both brain and blood tissue. Variants influencing putamen volume clustered near developmental genes that regulate apoptosis, axon guidance and vesicle transport. Identification of these genetic variants provides insight into the causes of variability in human brain development, and may help to determine mechanisms of neuropsychiatric dysfunction.
0
Citation834
0
Save
0

Brunner syndrome associated MAOA dysfunction in human iPSC derived dopaminergic neurons results in dysregulated NMDAR expression and increased network activity

Yan Shi et al.Aug 21, 2019
+11
H
Y
Y
Monoamine oxidase A (MAOA) is an enzyme that catalyzes the degradation of dopamine, noradrenaline, and serotonin. Regulation of monoamine neurotransmitter abundance through MAOA activity strongly affects motor control, emotion, and cognitive function. Mutations in MAOA cause Brunner Syndrome, which is characterized by impulsive aggressive behavior and mild intellectual disability (ID). The impaired MAOA activity in Brunner Syndrome patients results in bioamine aberration, but it is currently unknown how this affects neuronal function. MAOA is highly expressed in serotonergic and dopaminergic neurons, and dysfunction of both neurotransmission systems is associated with aggressive behavior in mice and humans. Research has so far mainly focused on the serotonergic system. Here, we generated human induced pluripotent stem cell-derived induced dopaminergic neurons (iDANs) from individuals with known MAOA mutations, to investigate MAOA-dependent effects on dopamine neuronal function in the context of Brunner Syndrome. We assessed iDAN lines from three patients and combined data from morphological analysis, gene expression, single-cell electrophysiology, and network analysis using micro-electrode arrays (MEAs). We observed mutation-dependent functional effects as well as overlapping changes in iDAN morphology. The most striking effect was a clear increase in N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor mRNA expression in all patient lines. A marked increase was also seen in coordinated network activity (network bursts) on the MEA in all patient lines, while single-cell intrinsic properties and spontaneous excitatory postsynaptic currents activity appeared normal. Together, our data indicate that dysfunction of MAOA leads to increased coordinated network activity in iDANs, possibly caused by increased synaptic NMDA receptor expression.
7

Brunner syndrome associated MAOA dysfunction in human dopaminergic neurons results in NMDAR hyperfunction and increased network activity

Yan Shi et al.Oct 29, 2020
+13
B
M
Y
Abstract Background Monoamine neurotransmitter abundance affects motor control, emotion, and cognitive function and is regulated by monoamine oxidases. Amongst these, monoamine oxidase A (MAOA) catalyzes the degradation of dopamine, norepinephrine, and serotonin into their inactive metabolites. Loss-of-function mutations in the X-linked MAOA gene cause Brunner syndrome, which is characterized by various forms of impulsivity, maladaptive externalizing behavior, and mild intellectual disability. Impaired MAOA activity in individuals with Brunner syndrome results in bioamine aberration, but it is currently unknown how this affects neuronal function. Methods We generated human induced pluripotent stem cell (hiPSC)-derived dopaminergic (DA) neurons from three individuals with Brunner syndrome carrying different mutations, and used CRISPR/Cas9 mediated homologous recombination to rescue MAOA function. We used these lines to characterize morphological and functional properties of DA neuronal cultures at the single cell and neuronal network level in vitro . Results Brunner syndrome DA neurons showed reduced synaptic density but hyperactive network activity. Intrinsic functional properties and α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid receptor (AMPAR)-mediated synaptic transmission were not affected by MAOA dysfunction. Instead, we show that the neuronal network hyperactivity is mediated by upregulation of the GRIN2A and GRIN2B subunits of the N-methyl-D-aspartate receptor (NMDAR), and rescue of MAOA results in normalization of NMDAR function as well as restoration of network activity. Conclusions Our data suggest that MAOA dysfunction in Brunner syndrome increases activity of dopaminergic neurons through upregulation of NMDAR function, which may contribute to Brunner syndrome associated phenotypes.