Brain Gene Expression-DNA Methylation Correlation in Suicide Completers: Preliminary Results

• Brenda Cabrera Mendoza ^[1] ; José Jaime Martínez Magaña ; Alma Delia Genis Mendoza ; Nancy Monroy Jaramillo ^[2] ; Consuelo Walss-Bass ; Gabriel R. Fries ; Fernando García Dolores ; Mauro López Armenta ; Gonzalo Flores ^[3] ; Rubén A. Vázquez Roque ^[3] ; Humberto Nicolini Sánchez
  1. [1] Instituto Nacional de Medicina Genómica

     Instituto Nacional de Medicina Genómica

     México

     
  2. [2] Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía

     Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía

     México

     
  3. [3] Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

     Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

     México

     

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• Localización: Revista de investigación clínica, ISSN 0034-8376, ISSN-e 2564-8896, Vol. 72, Nº. 5, 2020, págs. 283-292
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Correlación entre la expresión de genes del cerebro y la metilación del ADN en personas que completan el suicidio: resultados preliminares
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• Resumen
  • español

    Antecedentes: las alteraciones de la expresión genética se han implicado en la patología suicida. Sin embargo, el estudio del efecto regulador de la metilación del ADN sobre la expresión génica en el cerebro suicida se ha limitado a genes candidatos.

    Objetivo: El objetivo del estudio fue identificar genes cuyos niveles de expresión se correlacionan con la metilación del ADN en la corteza prefrontal de los suicidas.

    Métodos: Se recolectaron muestras de corteza prefrontal post mortem de 21 suicidios y seis no suicidios. Los perfiles transcriptómicos y de metilación del ADN se evaluaron con microarrays; Se examinaron las correlaciones cis entre la expresión génica y la metilación de CpG. Luego analizamos la presencia de sitios de unión del factor de transcripción (TF) (TFBS) en los sitios CpG correlacionados con la expresión génica. La expresión génica de TF implicados en la unión del desarrollo neurológico a TFBS predicho se determinó en la base de datos BrainSpan.

    Resultados: identificamos 22 sitios CpG cuyos niveles de metilación se correlacionaron con la expresión génica en la corteza prefrontal de los suicidas. Los genes anotados en los sitios CpG identificados participaron en el neurodesarrollo (BBS4, NKX6-2, AXL, CTNND1 y MBP) y en el metabolismo de las poliaminas (poliamina oxidasa [PAOX]). Estas correlaciones no se detectaron en el grupo sin suicidio. Nueve TF ( USF1, TBP, SF1, NRF1, RFX1, SP3, PKNOX1, MAZ y POU3F2 ) mostraron una expresión diferencial en los períodos de desarrollo pre y postnatal, según la base de datos BrainSpan.

    Conclusiones: La integración de diferentes tecnologías ómicas proporcionó nuevos candidatos para la investigación de genes cuya expresión se encuentra alterada en el cerebro suicida y sus potenciales mecanismos reguladores. (REV INVEST CLIN.2020; 72 (5): 283-92)

  • English

    Background: Gene expression alterations have been implicated in suicide pathology. However, the study of the regulatory effect of DNA methylation on gene expression in the suicidal brain has been restricted to candidate genes.

    Objective: The objective of the study was to identify genes whose expression levels are correlated with DNA methylation in the prefrontal cortex of suicides.

    Methods: Postmortem prefrontal cortex samples from 21 suicides and six non-suicides were collected. Transcriptomic and DNA methylation profiles were evaluated with microarrays; cis correlations between gene expression and CpG methylation were screened. We then analyzed the presence of transcription factor (TF) binding sites (TFBS) at CpG sites correlated with gene expression. Gene expression of TFs involved in neurodevelopmental binding to predicted TFBS was determined in the BrainSpan database.

    Results: We identified 22 CpG sites whose methylation levels correlated with gene expression in the prefrontal cortex of suicides. Genes annotated to identified CpG sites were involved in neurodevelopment (BBS4, NKX6-2, AXL, CTNND1, and MBP) and polyamine metabolism (polyamine oxidase [PAOX]). Such correlations were not detected in the non-suicide group. Nine TFs (USF1, TBP, SF1, NRF1, RFX1, SP3, PKNOX1, MAZ, and POU3F2) showed differential expression in pre- and post-natal developmental periods, according to BrainSpan database.

    Conclusions: The integration of different omic technologies provided novel candidates for the investigation of genes whose expression is altered in the suicidal brain and their potential regulatory mechanisms. (REV INVEST CLIN. 2020;72(5):283-92)