Skip to main content
Erschienen in: European Archives of Psychiatry and Clinical Neuroscience 8/2023

11.04.2023 | Original Paper

Mitochondrial, cell cycle control and neuritogenesis alterations in an iPSC-based neurodevelopmental model for schizophrenia

verfasst von: Giuliana S. Zuccoli, Juliana M. Nascimento, Pedro M. Moraes-Vieira, Stevens K. Rehen, Daniel Martins-de-Souza

Erschienen in: European Archives of Psychiatry and Clinical Neuroscience | Ausgabe 8/2023

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Schizophrenia is a severe psychiatric disorder of neurodevelopmental origin that affects around 1% of the world’s population. Proteomic studies and other approaches have provided evidence of compromised cellular processes in the disorder, including mitochondrial function. Most of the studies so far have been conducted on postmortem brain tissue from patients, and therefore, do not allow the evaluation of the neurodevelopmental aspect of the disorder. To circumvent that, we studied the mitochondrial and nuclear proteomes of neural stem cells (NSCs) and neurons derived from induced pluripotent stem cells (iPSCs) from schizophrenia patients versus healthy controls to assess possible alterations related to energy metabolism and mitochondrial function during neurodevelopment in the disorder. Our results revealed differentially expressed proteins in pathways related to mitochondrial function, cell cycle control, DNA repair and neuritogenesis and their possible implication in key process of neurodevelopment, such as neuronal differentiation and axonal guidance signaling. Moreover, functional analysis of NSCs revealed alterations in mitochondrial oxygen consumption in schizophrenia-derived cells and a tendency of higher levels of intracellular reactive oxygen species (ROS). Hence, this study shows evidence that alterations in important cellular processes are present during neurodevelopment and could be involved with the establishment of schizophrenia, as well as the phenotypic traits observed in adult patients.

Graphical abstract

Neural stem cells (NSCs) and neurons were derived from induced pluripotent stem cells (iPSCs) from schizophrenia patients and controls. Proteomic analyses were performed on the enriched mitochondrial and nuclear fractions of NSCs and neurons. Whole-cell proteomic analysis was also performed in neurons. Our results revealed alteration in proteins related to mitochondrial function, cell cycle control, among others. We also performed energy pathway analysis and reactive oxygen species (ROS) analysis of NSCs, which revealed alterations in mitochondrial oxygen consumption and a tendency of higher levels of intracellular ROS in schizophrenia-derived cells.
Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
6.
Zurück zum Zitat Taylor SW, Fahy E, Ghosh SS (2003) Global Organellar Proteom 21:82–88 Taylor SW, Fahy E, Ghosh SS (2003) Global Organellar Proteom 21:82–88
22.
Zurück zum Zitat Hroudová J, Fišar Z (2011) Connectivity between mitochondrial functions and psychiatric disorders. Psychiatry Clin Neurosci 65:130–141CrossRefPubMed Hroudová J, Fišar Z (2011) Connectivity between mitochondrial functions and psychiatric disorders. Psychiatry Clin Neurosci 65:130–141CrossRefPubMed
58.
70.
Zurück zum Zitat Jones LB, Johnson N, Byne W (2002) Alterations in MAP2 immunocytochemistry in areas 9 and 32 of schizophrenic prefrontal cortex. Psychiatry Res Neuroimaging 114:137–148CrossRef Jones LB, Johnson N, Byne W (2002) Alterations in MAP2 immunocytochemistry in areas 9 and 32 of schizophrenic prefrontal cortex. Psychiatry Res Neuroimaging 114:137–148CrossRef
71.
Zurück zum Zitat Kalus P, Mu CATJ, Zuschratter W, Senitz D (2000) The dendritic architecture of prefrontal pyramidal neurons in schizophrenic patients. NeuroReport 11:3621–3625CrossRefPubMed Kalus P, Mu CATJ, Zuschratter W, Senitz D (2000) The dendritic architecture of prefrontal pyramidal neurons in schizophrenic patients. NeuroReport 11:3621–3625CrossRefPubMed
Metadaten
Titel
Mitochondrial, cell cycle control and neuritogenesis alterations in an iPSC-based neurodevelopmental model for schizophrenia
verfasst von
Giuliana S. Zuccoli
Juliana M. Nascimento
Pedro M. Moraes-Vieira
Stevens K. Rehen
Daniel Martins-de-Souza
Publikationsdatum
11.04.2023
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
European Archives of Psychiatry and Clinical Neuroscience / Ausgabe 8/2023
Print ISSN: 0940-1334
Elektronische ISSN: 1433-8491
DOI
https://doi.org/10.1007/s00406-023-01605-x

Weitere Artikel der Ausgabe 8/2023

European Archives of Psychiatry and Clinical Neuroscience 8/2023 Zur Ausgabe

Hörschwäche erhöht Demenzrisiko unabhängig von Beta-Amyloid

29.05.2024 Hörstörungen Nachrichten

Hört jemand im Alter schlecht, nimmt das Hirn- und Hippocampusvolumen besonders schnell ab, was auch mit einem beschleunigten kognitiven Abbau einhergeht. Und diese Prozesse scheinen sich unabhängig von der Amyloidablagerung zu ereignen.

So wirken verschiedene Alkoholika auf den Blutdruck

23.05.2024 Störungen durch Alkohol Nachrichten

Je mehr Alkohol Menschen pro Woche trinken, desto mehr steigt ihr Blutdruck, legen Daten aus Dänemark nahe. Ob es dabei auch auf die Art des Alkohols ankommt, wurde ebenfalls untersucht.

„Übersichtlicher Wegweiser“: Lauterbachs umstrittener Klinik-Atlas ist online

17.05.2024 Klinik aktuell Nachrichten

Sie sei „ethisch geboten“, meint Gesundheitsminister Karl Lauterbach: mehr Transparenz über die Qualität von Klinikbehandlungen. Um sie abzubilden, lässt er gegen den Widerstand vieler Länder einen virtuellen Klinik-Atlas freischalten.

ADHS-Medikation erhöht das kardiovaskuläre Risiko

16.05.2024 Herzinsuffizienz Nachrichten

Erwachsene, die Medikamente gegen das Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätssyndrom einnehmen, laufen offenbar erhöhte Gefahr, an Herzschwäche zu erkranken oder einen Schlaganfall zu erleiden. Es scheint eine Dosis-Wirkungs-Beziehung zu bestehen.

Update Psychiatrie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.