XZ
Xiao Zhang
Author with expertise in RNA Methylation and Modification in Gene Expression
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
12
(58% Open Access)
Cited by:
221
h-index:
25
/
i10-index:
55
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Childhood urbanization affects prefrontal cortical responses to trait anxiety and interacts with polygenic risk for depression

Xiao Zhang et al.Jan 12, 2018
Abstract Global increases in urbanization have brought dramatic economic, environmental and social changes. However, less is understood about how these may influence disease-related brain mechanisms underlying epidemiological observations that urban birth and childhoods may increase the risk for neuropsychiatric disorders, including increased social stress and depression. In a genetically homogeneous Han Chinese adult population with divergent urban and rural birth and childhoods, we examined the structural and functional MRI neural correlates of childhood urbanicity, focusing on behavioral traits responding to social status threats, and polygenic risk for depression. Subjects with divergent rural and urban childhoods were similar in adult socioeconomic status and were genetically homogeneous. Urban childhoods, however, were associated with higher trait anxiety-depression. On structural MRI, urban childhoods were associated with relatively reduced medial prefrontal gray matter volumes. Functional medial prefrontal engagement under social status threat during working memory correlated with trait anxiety-depression in subjects with urban childhoods, to a significantly greater extent than in their rural counterparts, implicating an exaggerated physiological response to the threat context. Stress-associated medial prefrontal engagement also interacted with polygenic risk for depression, significantly predicting a differential response in individuals with urban but not rural childhoods. Developmental urbanicity thus differentially influenced medial prefrontal structure and function, at least in part through mechanisms associated with the neural processing of social status threat, trait anxiety, and genetic risk for depression, which may be factors in the association of urbanicity with adult psychopathology. Significance Statement Urban living has been associated with social inequalities and stress. However, less is understood about the neural underpinnings by which these stressors affect disease risk, and in particular, genetic risk for depression. Leveraging urbanization in China, we studied adults with diverse urban and rural upbringings, who were genetically homogeneous and with similar current socioeconomic status, to isolate the effects of childhood urbanicity. At medial prefrontal cortex, a region critical for processing emotional stressors and social status, genetic risk for depression resulted in more deleterious function under stress in individuals with urban, but not rural childhoods. This implicates medial prefrontal cortex’s critical role in brain development, integrating genetic mechanisms of stress and depression with the childhood environment.
0

Common functional mechanisms underlying dynamic brain network changes across five general anesthetics: A rat fMRI study

Sifan Chen et al.Jul 1, 2024
Abstract Background Reversible loss of consciousness is the primary therapeutic endpoint of general anesthesia; however, the drug‐invariant mechanisms underlying anesthetic‐induced unconsciousness are still unclear. This study aimed to investigate the static, dynamic, topological and organizational changes in functional brain network induced by five clinically‐used general anesthetics in the rat brain. Method Male Sprague–Dawley rats ( n = 57) were randomly allocated to received propofol, isoflurane, ketamine, dexmedetomidine, or combined isoflurane plus dexmedetomidine anesthesia. Resting‐state functional magnetic resonance images were acquired under general anesthesia and analyzed for changes in dynamic functional brain networks compared to the awake state. Results Different general anesthetics induced distinct patterns of functional connectivity inhibition within brain‐wide networks, resulting in multi‐level network reorganization primarily by impairing the functional connectivity of cortico‐subcortical networks as well as by reducing information transmission capacity, intrinsic connectivity, and network architecture stability of subcortical regions. Conversely, functional connectivity and topological properties were preserved within cortico‐cortical networks, albeit with fewer dynamic fluctuations under general anesthesia. Conclusions Our findings highlighted the effects of different general anesthetics on functional brain network reorganization, which might shed light on the drug‐invariant mechanism of anesthetic‐induced unconsciousness.
0

Osteoporosis- and obesity-risk interrelationships: An epigenetic analysis of GWAS-derived SNPs at the developmental gene TBX15

Xiao Zhang et al.Sep 12, 2019
A major challenge in translating findings from genome-wide association studies (GWAS) to biological mechanisms is pinpointing functional variants because only a very small percentage of variants associated with a given trait actually impact the trait. We used an extensive epigenetics, transcriptomics, and genetics analysis of the TBX15/WARS2 neighborhood to prioritize this regions best-candidate causal variants for the genetic risk of osteoporosis (estimated bone density, eBMD) and obesity (waist-hip ratio or waist circumference adjusted for body mass index). TBX15 encodes a transcription factor that is important in bone development and adipose biology. Manual curation of 692 GWAS-derived variants gave eight strong candidates for causal SNPs that modulate TBX15 transcription in subcutaneous adipose tissue (SAT) or osteoblasts, which highly and specifically express this gene. None of these SNPs were prioritized by Bayesian fine-mapping. The eight regulatory causal SNPs were in enhancer or promoter chromatin seen preferentially in SAT or osteoblasts at TBX15 intron-1 or upstream. They overlap strongly predicted, allele-specific transcription factor binding sites. Our analysis suggests that these SNPs act independently of two missense SNPs in TBX15. Remarkably, five of the regulatory SNPs were associated with eBMD and obesity and had the same trait-increasing allele for both. We found that WARS2 obesity-related SNPs can be ascribed to high linkage disequilibrium with TBX15 intron-1 SNPs. Our findings from GWAS index, proxy, and imputed SNPs suggest that a few SNPs, including three in a 0.7-kb cluster, act as causal regulatory variants to fine-tune TBX15 expression and, thereby, affect both obesity and osteoporosis risk.
0

Warning Case Combined with Mind Mapping Teaching is Applied in the Practice Teaching of Nephrology Department

Youlan Gong et al.Feb 29, 2024
Objective: To explore the influence effect of warning cases combined with thinking mapping in the teaching of nephrology. Methods: To select the medical students who have practiced in the department of nephrology for nearly 12 months (2022.09-2023.08), and conduct group teaching experiment observation and exploration successively according to the practice time. The conventional teaching mode is adopted for the medical students in the reference group, and the enrollment period of interns is from September 2022 to February 2023; for the medical students of the inquiry group, the enrollment period of trainees is from March 2023 to August 2023. The two groups of teaching effects were compared. Results: After comprehensive assessment of the two interns, the theoretical knowledge assessment score, practice assessment score and comprehensive score of the inquiry students are higher than the reference group, indicating that the medical students in the inquiry group have better theoretical knowledge and clinical practice ability. Compared with the satisfaction of the two interns, the satisfaction of the medical students in the inquiry group is higher than that of the reference group. Conclusion: The use of warning cases combined with mind mapping teaching in the practice of nephrology has better teaching effect, and has a more positive impact on medical students’ theoretical knowledge and clinical practice ability. Moreover, medical students are more satisfied with this teaching method, which should be vigorously promoted in clinical practice.
0

Tracing neurodiverse disruptions underlying emotional episodic memory to diagnosis-specific network of emotional regulation in psychiatric disorders

Yang Xiao et al.Jun 28, 2024
Objective: Emotional dysfunctions are prevalent across various psychiatric disorders, leading to diverse emotional problems. Disrupted emotional episodic memory is a prominent deficit and may underlie various affective symptoms in clinical phenotypes. However, diagnosis-specific of neurodiverse disruptions remain elusive. Methods: We used task-based functional magnetic resonance imaging (fMRI) and a normative modelling framework to establish a reference for functional activation during emotional episodic memory, drawing from a large dataset of healthy individuals (n = 409). Individualized deviations from this reference were evaluated using a clinical dataset of 328 participants, which included 168 healthy controls and patients with major depressive disorder (MDD, n = 56), bipolar disorder (BD, n = 31), and schizophrenia (SZ, n = 73). Regional deviations were mapped to four large-scale emotional regulation networks and used to predict affective symptoms across different mental disorders. Results: We constructed a verifiable normative model of functional activation during emotional episodic memory to parse clinical heterogeneity. Diagnosis-specific regional deviations were enriched in the non-overlapping large-scale emotional regulation networks: MDD showed enrichment in emotion regulation network related to emotion perception and generation, BD in cognitive appraisal and emotional reactivity, and SZ in working memory and response inhibition. Individualized deviations significantly predicted affective symptom in distinct disorder, and specific emotional regulation network showed maximum feature weight. Conclusions: These findings have potential implications for the understanding of dissociable neuropathological patterns of affective symptoms and improving individualized clinical diagnosis and treatment in psychiatric disorders.
0

Prioritization of osteoporosis-associated GWAS SNPs using epigenomics and transcriptomics

Xiao Zhang et al.Jun 18, 2020
Abstract Genetic risk factors for osteoporosis, a prevalent disease associated with aging, have been examined in many genome-wide association studies (GWAS). A major challenge is to prioritize transcription-regulatory GWAS-derived variants that are likely to be functional. Given the critical role of epigenetics in gene regulation, we have used an unusual epigenetics- and transcription-based approach to identify credible regulatory SNPs relevant to osteoporosis from 38 reported BMD GWAS. Using Roadmap databases, we prioritized SNPs based upon their overlap with strong enhancer or promoter chromatin preferentially in osteoblasts relative to 11 heterologous cell culture types. The selected SNPs also had to overlap open chromatin (DNaseI-hypersensitive sites) and DNA sequences predicted to bind to osteoblast-relevant transcription factors in an allele-specific manner. From >50,000 GWAS-derived SNPs, we identified 16 novel and credible regulatory SNPs (Tier-1 SNPs) for osteoporosis risk. Their associated genes, BICC1, LGR4, DAAM2, NPR3 , or HMGA2 , are involved in osteoblastogenesis or bone homeostasis and regulate cell signaling or enhancer function. Four of them are preferentially expressed in osteoblasts. BICC1, LGR4 , and DAAM2 play important roles in canonical Wnt signaling, a pathway critical to bone formation and repair. The transcription factors that are predicted to bind to the Tier-1 SNP-containing DNA sequences also have bone-related functions. For the seven Tier-1 SNPs near the 5’ end of BICC1 , examination of eQTL overlap and the distribution of BMD-increasing alleles suggests that at least one SNP in each of two clusters contributes to inherited osteoporosis risk. Our study not only illustrates a method that can be used to identify novel BMD-related causal regulatory SNPs for future study, but also reveals evidence that some of the Tier-1 SNPs exert their effects on BMD risk indirectly through little-studied noncoding RNA genes, which in turn may control the nearby bone-related protein-encoding gene.
6

Competing adaptations maintain non-adaptive variation in a wild cricket population

Jack Rayner et al.Jan 1, 2023
How emerging adaptive variants interact is an important factor in the evolution of wild populations. However, the opportunity to empirically study this interaction is rare. We recently documented the emergence of an adaptive phenotype 9curly-wing9 in Hawaiian populations of field crickets (Teleogryllus oceanicus). Curly-wing inhibits males9 ability to sing, protecting them from eavesdropping parasitoid flies (Ormia ochracea). Surprisingly, curly-wing co-occurs with similarly protective silent 9flatwing9 phenotypes in multiple populations, in which neither phenotype has spread to fixation. These two phenotypes are frequently co-expressed, but since either phenotype sufficiently reduces song amplitude to evade the fly, co-expression confers no additional fitness benefit. Numerous negative fitness consequences are known to accompany flatwing, and we find that curly-wing, too, incurs fitness costs via reduced male courtship success and reduced female longevity. We show through crosses, genomic and mRNA sequencing that curly-wing expression is associated with variation on a single autosome. In parallel analyses of flatwing, our results reinforce previous findings of X-linked single-locus inheritance, with the phenotype likely arising through down-regulation of doublesex. By combining insights about the genetic architecture of these alternative phenotypes with simulations and field observations, we show that the co-occurrence of these two adaptations impedes either from fixing, despite extreme fitness benefits. Interestingly, both flatwing and curly-wing are statistically associated with nearby inversions, which are also retained as polymorphisms. This co-occurrence of similar adaptive forms in the same populations might be more common than generally considered, and could be an important force inhibiting adaptive evolution in wild populations.
1

Epigenomic and transcriptomic prioritization of candidate obesity-risk regulatory GWAS SNPs

Xiao Zhang et al.Nov 1, 2021
Abstract Concern about rising rates of obesity has prompted searches for its genetic risk determinants in genome-wide association studies (GWAS). Most genetic variants that contribute to the increased risk of a given trait are probably regulatory single nucleotide polymorphisms (SNPs). However, identifying plausible regulatory SNPs is difficult because of their varied locations relative to their target gene and linkage disequilibrium, which makes most GWAS-derived SNPs only proxies for many fewer functional SNPs. We developed a systematic approach to prioritizing GWAS-derived obesity SNPs using detailed epigenomic and transcriptomic analysis in adipose tissue vs. heterologous tissues. From 50 obesity-related GWAS and 121,064 expanded SNPs, we prioritized 47 potential causal regulatory SNPs (Tier-1 SNPs) for 14 gene loci. A detailed examination of seven of these genes revealed that four ( CABLES1, PC, PEMT, and FAM13A ) had Tier-1 SNPs that might regulate alternative use of transcription start sites resulting in different polypeptides being generated or different amounts of an intronic microRNA gene being expressed. HOXA11 and long noncoding RNA gene RP11-392O17.1 had Tier-1 SNPs in their 3’ or promoter region, respectively, and strong preferences for expression in subcutaneous vs. visceral adipose tissue. ZBED3-AS1 had two intragenic Tier-1 SNPs, each of which might contribute to mediating obesity risk through modulating long-distance chromatin interactions. We conclude that prioritization of regulatory SNP candidates should focus on their surrounding epigenetic features in a trait-relevant tissue. Our approach not only revealed especially credible novel regulatory SNPs, but also helped evaluate previously highlighted obesity GWAS SNPs that were candidates for transcription regulation.
Load More