Published October 4, 2022
| Version v1
Publication
Open
Epigenetic modifier Kdm6a/Utx controls the specification of hypothalamic neuronal subtypes in a sex-dependent manner
- 1. Instituto Cajal
- 2. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra
- 3. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 4. Universidad Nacional de Córdoba
- 5. Instituto de Salud Carlos III
- 6. Centro de Investigación Biomédica en Red de Fragilidad y Envejecimiento Saludable
Description
Kdm6a is an X-chromosome-linked H3K27me2/3 demethylase that promotes chromatin accessibility and gene transcription and is critical for tissue/cell-specific differentiation. Previous results showed higher Kdm6a levels in XX than in XY hypothalamic neurons and a female-specific requirement for Kdm6a in mediating increased axogenesis before brain masculinization. Here, we explored the sex-specific role of Kdm6a in the specification of neuronal subtypes in the developing hypothalamus. Hypothalamic neuronal cultures were established from sex-segregated E14 mouse embryos and transfected with siRNAs to knockdown Kdm6a expression (Kdm6a-KD). We evaluated the effect of Kdm6a-KD on Ngn3 expression, a bHLH transcription factor regulating neuronal sub-specification in hypothalamus. Kdm6a-KD decreased Ngn3 expression in females but not in males, abolishing basal sex differences. Then, we analyzed Kdm6a-KD effect on Ascl1 , Pomc , Npy , Sf1 , Gad1 , and Th expression by RT-qPCR. While Kdm6a-KD downregulated Ascl1 in both sexes equally, we found sex-specific effects for Pomc , Npy , and Th . Pomc and Th expressed higher in female than in male neurons, and Kdm6a-KD reduced their levels only in females, while Npy expressed higher in male than in female neurons, and Kdm6a-KD upregulated its expression only in females. Identical results were found by immunofluorescence for Pomc and Npy neuropeptides. Finally, using ChIP-qPCR, we found higher H3K27me3 levels at Ngn3 , Pomc , and Npy promoters in male neurons, in line with Kdm6a higher expression and demethylase activity in females. At all three promoters, Kdm6a-KD induced an enrichment of H3K27me3 only in females. These results indicate that Kdm6a plays a sex-specific role in controlling the expression of transcription factors and neuropeptides critical for the differentiation of hypothalamic neuronal populations regulating food intake and energy homeostasis.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
Kdm6a عبارة عن ديميثيلاز H3K27me2/3 مرتبط بالكروموسوم X يعزز إمكانية الوصول إلى الكروماتين ونسخ الجينات وهو أمر بالغ الأهمية للتمايز الخاص بالأنسجة/الخلايا. أظهرت النتائج السابقة مستويات أعلى من Kdm6a في XX مقارنة بالخلايا العصبية تحت المهاد XY ومتطلبات خاصة بالإناث لـ Kdm6a في التوسط في زيادة تكوين المحور قبل ذكورة الدماغ. هنا، استكشفنا الدور الخاص بالجنس لـ Kdm6a في تحديد الأنواع الفرعية العصبية في منطقة ما تحت المهاد النامية. تم إنشاء مزارع عصبية تحت المهاد من أجنة الفأر E14 المنفصلة حسب الجنس ونقلها مع siRNAs إلى تعبير Kdm6a المدمر (Kdm6a - KD). قمنا بتقييم تأثير Kdm6a - KD على تعبير Ngn3، وهو عامل نسخ bHLH ينظم المواصفات الفرعية للخلايا العصبية في منطقة ما تحت المهاد. قللت Kdm6a - KD من تعبير Ngn3 في الإناث ولكن ليس في الذكور، مما ألغى الاختلافات الجنسية الأساسية. بعد ذلك، قمنا بتحليل تأثير Kdm6a - KD على تعبير Ascl1 و Pomc و Npy و Sf1 و Gad1 و Th بواسطة RT - qPCR. في حين أن Kdm6a - KD قلل من تنظيم Ascl1 في كلا الجنسين على قدم المساواة، وجدنا تأثيرات خاصة بالجنس لـ Pomc و Npy و Th . تم التعبير عن POMC و Th أعلى في الإناث منه في الخلايا العصبية الذكرية، و Kdm6a - KD خفضت مستوياتها فقط في الإناث، في حين تم التعبير عن Npy أعلى في الذكور منه في الخلايا العصبية الأنثوية، و Kdm6a - KD رفعت تعبيرها فقط في الإناث. تم العثور على نتائج متطابقة عن طريق التألق المناعي لـ Pomc و Npy neuropeptides. أخيرًا، باستخدام ChIP - qPCR، وجدنا مستويات H3K27me3 أعلى في معززات Ngn3 و POMC و Npy في الخلايا العصبية الذكرية، بما يتماشى مع التعبير العالي Kdm6a ونشاط ديميثيلاز في الإناث. في جميع المروجين الثلاثة، تسبب Kdm6a - KD في إثراء H3K27me3 فقط في الإناث. تشير هذه النتائج إلى أن Kdm6a يلعب دورًا محددًا للجنس في التحكم في التعبير عن عوامل النسخ والببتيدات العصبية الحاسمة لتمايز مجموعات الخلايا العصبية تحت المهاد التي تنظم تناول الطعام وتوازن الطاقة.Translated Description (French)
Kdm6a est une déméthylase H3K27me2/3 liée au chromosome X qui favorise l'accessibilité de la chromatine et la transcription des gènes et est essentielle à la différenciation spécifique des tissus/cellules. Les résultats précédents ont montré des niveaux de Kdm6a plus élevés dans XX que dans les neurones hypothalamiques XY et une exigence spécifique à la femme pour Kdm6a dans la médiation de l'axogenèse accrue avant la masculinisation du cerveau. Ici, nous avons exploré le rôle spécifique au sexe de Kdm6a dans la spécification des sous-types neuronaux dans l'hypothalamus en développement. Des cultures neuronales hypothalamiques ont été établies à partir d'embryons de souris E14 séparés par sexe et transfectés avec des ARNsi pour faire tomber l'expression de Kdm6a (Kdm6a-KD). Nous avons évalué l'effet de Kdm6a-KD sur l'expression de Ngn3, un facteur de transcription bHLH régulant la sous-spécification neuronale dans l'hypothalamus. Kdm6a-KD a diminué l'expression de Ngn3 chez les femmes mais pas chez les hommes, abolissant les différences de sexe basales. Ensuite, nous avons analysé l'effet Kdm6a-KD sur l'expression d'Ascl1, Pomc, Npy, Sf1, Gad1 et Th par RT-qPCR. Bien que Kdm6a-KD ait régulé à la baisse Ascl1 chez les deux sexes de manière égale, nous avons trouvé des effets spécifiques au sexe pour Pomc , Npy et Th . Pomc et Th ont exprimé des niveaux plus élevés chez les neurones féminins que chez les neurones masculins, et Kdm6a-KD n'a réduit leurs niveaux que chez les femelles, tandis que Npy a exprimé des niveaux plus élevés chez les neurones masculins que chez les neurones féminins, et Kdm6a-KD n'a régulé son expression que chez les femelles. Des résultats identiques ont été trouvés par immunofluorescence pour les neuropeptides Pomc et Npy. Enfin, en utilisant la ChIP-qPCR, nous avons trouvé des niveaux plus élevés de H3K27me3 aux promoteurs Ngn3 , Pomc et Npy dans les neurones mâles, en ligne avec l'expression plus élevée de Kdm6a et l'activité de la déméthylase chez les femelles. Chez les trois promoteurs, Kdm6a-KD n'a induit un enrichissement en H3K27me3 que chez les femelles. Ces résultats indiquent que Kdm6a joue un rôle spécifique au sexe dans le contrôle de l'expression des facteurs de transcription et des neuropeptides essentiels à la différenciation des populations neuronales hypothalamiques régulant l'apport alimentaire et l'homéostasie énergétique.Translated Description (Spanish)
Kdm6a es una desmetilasa H3K27me2/3 unida al cromosoma X que promueve la accesibilidad a la cromatina y la transcripción génica y es fundamental para la diferenciación específica de tejido/célula. Los resultados anteriores mostraron niveles más altos de Kdm6a en XX que en las neuronas hipotalámicas XY y un requisito específico femenino para Kdm6a en la mediación del aumento de la axogénesis antes de la masculinización cerebral. Aquí, exploramos el papel específico del sexo de Kdm6a en la especificación de subtipos neuronales en el hipotálamo en desarrollo. Se establecieron cultivos neuronales hipotalámicos a partir de embriones de ratón E14 segregados por sexo y se transfectaron con ARNip para reducir la expresión de Kdm6a (Kdm6a-KD). Evaluamos el efecto de Kdm6a-KD sobre la expresión de Ngn3, un factor de transcripción de bHLH que regula la subespecificación neuronal en el hipotálamo. Kdm6a-KD disminuyó la expresión de Ngn3 en mujeres pero no en hombres, aboliendo las diferencias sexuales basales. Luego, analizamos el efecto de Kdm6a-KD en la expresión de Ascl1 , Pomc, Npy, Sf1, Gad1 y Th mediante RT-qPCR. Si bien Kdm6a-KD reguló a la baja Ascl1 en ambos sexos por igual, encontramos efectos específicos del sexo para Pomc , Npy y Th . Pomc y Th se expresaron más en las neuronas femeninas que en las masculinas, y Kdm6a-KD redujo sus niveles solo en las femeninas, mientras que Npy se expresó más en las masculinas que en las femeninas, y Kdm6a-KD reguló al alza su expresión solo en las femeninas. Se encontraron resultados idénticos por inmunofluorescencia para los neuropéptidos Pomc y Npy. Finalmente, utilizando ChIP-qPCR, encontramos niveles más altos de H3K27me3 en los promotores Ngn3 , Pomc y Npy en las neuronas masculinas, en línea con una mayor expresión de Kdm6a y actividad de desmetilasa en las hembras. En los tres promotores, Kdm6a-KD indujo un enriquecimiento de H3K27me3 solo en hembras. Estos resultados indican que Kdm6a desempeña un papel específico del sexo en el control de la expresión de factores de transcripción y neuropéptidos críticos para la diferenciación de las poblaciones neuronales hipotalámicas que regulan la ingesta de alimentos y la homeostasis energética.Files
pdf.pdf
Files
(3.2 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:f4444331e10347cb5ddb07624416994e
|
3.2 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يتحكم المعدل اللاجيني Kdm6a/Utx في مواصفات الأنواع الفرعية من الخلايا العصبية تحت المهاد بطريقة تعتمد على الجنس
- Translated title (French)
- Le modificateur épigénétique Kdm6a/Utx contrôle la spécification des sous-types neuronaux hypothalamiques d'une manière dépendante du sexe
- Translated title (Spanish)
- El modificador epigenético Kdm6a/Utx controla la especificación de los subtipos neuronales hipotalámicos de una manera dependiente del sexo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4301397878
- DOI
- 10.3389/fcell.2022.937875
References
- https://openalex.org/W1045276864
- https://openalex.org/W1487077875
- https://openalex.org/W1539401343
- https://openalex.org/W1549532325
- https://openalex.org/W1594980629
- https://openalex.org/W1906793157
- https://openalex.org/W1979909249
- https://openalex.org/W1981231501
- https://openalex.org/W1983111602
- https://openalex.org/W1990753699
- https://openalex.org/W1991768027
- https://openalex.org/W2013873597
- https://openalex.org/W2016343046
- https://openalex.org/W2017502764
- https://openalex.org/W2022300004
- https://openalex.org/W2024819109
- https://openalex.org/W2044170250
- https://openalex.org/W2048950217
- https://openalex.org/W2049991359
- https://openalex.org/W2050610306
- https://openalex.org/W2052306492
- https://openalex.org/W2058379050
- https://openalex.org/W2059153388
- https://openalex.org/W2062723175
- https://openalex.org/W2064842282
- https://openalex.org/W2072194885
- https://openalex.org/W2076732852
- https://openalex.org/W2079395662
- https://openalex.org/W2083101144
- https://openalex.org/W2083250868
- https://openalex.org/W2084019637
- https://openalex.org/W2086554513
- https://openalex.org/W2088936574
- https://openalex.org/W2092151279
- https://openalex.org/W2096407616
- https://openalex.org/W2098846244
- https://openalex.org/W2099824652
- https://openalex.org/W2106252292
- https://openalex.org/W2118998259
- https://openalex.org/W2130384394
- https://openalex.org/W2137772324
- https://openalex.org/W2137987484
- https://openalex.org/W2140062302
- https://openalex.org/W2141060229
- https://openalex.org/W2144001258
- https://openalex.org/W2154138399
- https://openalex.org/W2154465440
- https://openalex.org/W2157252831
- https://openalex.org/W2161986560
- https://openalex.org/W2162109306
- https://openalex.org/W2331216991
- https://openalex.org/W2338864525
- https://openalex.org/W2409384585
- https://openalex.org/W2429820528
- https://openalex.org/W2490481662
- https://openalex.org/W2507647398
- https://openalex.org/W2518470381
- https://openalex.org/W2521741120
- https://openalex.org/W2618496274
- https://openalex.org/W2620406790
- https://openalex.org/W2623101557
- https://openalex.org/W2623177225
- https://openalex.org/W2739001429
- https://openalex.org/W2745868639
- https://openalex.org/W2773929330
- https://openalex.org/W2790846881
- https://openalex.org/W2791261343
- https://openalex.org/W2792717465
- https://openalex.org/W2795436311
- https://openalex.org/W2802207592
- https://openalex.org/W2807050977
- https://openalex.org/W2914778727
- https://openalex.org/W2920905077
- https://openalex.org/W2977260042
- https://openalex.org/W2999594508
- https://openalex.org/W3010682058
- https://openalex.org/W3023111531
- https://openalex.org/W3023269005
- https://openalex.org/W3026567753
- https://openalex.org/W3042487864
- https://openalex.org/W3048478630
- https://openalex.org/W3080470877
- https://openalex.org/W3135557210
- https://openalex.org/W3156759791
- https://openalex.org/W3179285483
- https://openalex.org/W3193491787
- https://openalex.org/W3205267090
- https://openalex.org/W3209461388
- https://openalex.org/W3213579175
- https://openalex.org/W4206627070
- https://openalex.org/W4210242902
- https://openalex.org/W4210359147
- https://openalex.org/W4210381240
- https://openalex.org/W4220867432
- https://openalex.org/W4223568115
- https://openalex.org/W4223954920
- https://openalex.org/W4226147091
- https://openalex.org/W4226188769
- https://openalex.org/W4229007424
- https://openalex.org/W4245991684
- https://openalex.org/W4288077566