Abstract Considering the importance of thyroid hormone (TH) in brain development, it is of potential concern that a wide variety of environmental chemicals can interfere with thyroid function or, perhaps of greater concern, with TH action at its receptor (TR). Recently bisphenol-A (BPA, 4,4′ isopropylidenediphenol) was reported to bind to the rat TR and act as an antagonist in vitro. BPA is a high production volume chemical, with more than 800 million kg of BPA produced annually in the United States alone. It is detectable in serum of pregnant women and cord serum taken at birth; is 5-fold higher in amniotic fluid at 15–18 wk gestation, compared with maternal serum; and was found in concentrations of up to 100 ng/g in placenta. Thus, the human population is widely exposed to BPA and it appears to accumulate in the fetus. We now report that dietary exposure to BPA of Sprague Dawley rats during pregnancy and lactation causes an increase in serum total T4 in pups on postnatal d 15, but serum TSH was not different from controls. The expression of the TH-responsive gene RC3/neurogranin, measured by in situ hybridization, was significantly up-regulated by BPA in the dentate gyrus. These findings suggest that BPA acts as a TH antagonist on the β-TR, which mediates the negative feedback effect of TH on the pituitary gland, but that BPA is less effective at antagonizing TH on the α-TR, leaving TRα-mediated events to respond to elevated T4.

Abstract De novo mutations and copy number deletions in NRXN1 (2p16.3) pose a significant risk for schizophrenia (SCZ). It is unclear how NRXN1 deletions impact cortical development in a cell type-specific manner and disease background modulates these phenotypes. Here, we leveraged human pluripotent stem cell-derived forebrain organoid models carrying NRXN1 heterozygous deletions in isogenic and SCZ patient genetic backgrounds and conducted single-cell transcriptomic analysis over the course of brain organoid development from 3 weeks to 3.5 months. Intriguingly, while both deletions similarly impacted molecular pathways associated with ubiquitin-proteasome system, alternative splicing, and synaptic signaling in maturing glutamatergic and GABAergic neurons, SCZ- NRXN1 deletions specifically perturbed developmental trajectories of early neural progenitors and accumulated disease-specific transcriptomic signatures. Using calcium imaging, we found that both deletions led to long-lasting changes in spontaneous and synchronous neuronal networks, implicating synaptic dysfunction. Our study reveals developmental-timing- and cell-type-dependent actions of NRXN1 deletions in unique genetic contexts.