MARK2 variants cause autism spectrum disorder via the downregulation of WNT/β-catenin signaling pathway - Institut Génétique et Développement de Rennes
Article Dans Une Revue American Journal of Human Genetics Année : 2024

MARK2 variants cause autism spectrum disorder via the downregulation of WNT/β-catenin signaling pathway

Jiayi Li
Zailong Qin
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Yijun Liu
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Haoran Liu
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Chen Liang
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Joel Morales-Rosado
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Ana S.A. Cohen
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Susan Hughes
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Bonnie Sullivan
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Valerie Waddell
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Tianyun Wang
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Michelle Amaral
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Whitley Kelley
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Jianbo Zhao
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Weixing Feng
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Changhong Ren
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Yazhen Yu
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Nicole Boczek
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Matthew Ferber
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Carrie Lahner
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Sherr Elliott
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Yiyan Ruan
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Boris Keren
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Hua Xie
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Xiaoyan Wang
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Bernt Popp
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Christiane Zweier
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Hana Safraou
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A. Micheil Innes
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Julie Gauthier
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Jacques Michaud
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Daniel Koboldt
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Wen-Hann Tan
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Claudine Rieubland
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Dominique Braun
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Scott Douglas Mclean
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Konrad Platzer
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Pia Zacher
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Henry Oppermann
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Lucie Evenepoel
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Neshatul Haque
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Nikita Dsouza
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Michael Zimmermann
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Raul Urrutia
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Eric Klee
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Yiping Shen
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Hongzhen Du
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Leonard Rappaport
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Résumé

Microtubule affinity-regulating kinase 2 (MARK2) contributes to establishing neuronal polarity and developing dendritic spines. Although large-scale sequencing studies have associated MARK2 variants with autism spectrum disorder (ASD), the clinical features and variant spectrum in affected individuals with MARK2 variants, early developmental phenotypes in mutant human neurons, and the pathogenic mechanism underlying effects on neuronal development have remained unclear. Here, we report 31 individuals with MARK2 variants and presenting with ASD, other neurodevelopmental disorders, and distinctive facial features. Loss-of-function (LoF) variants predominate (81%) in affected individuals, while computational analysis and in vitro expression assay of missense variants supported the effect of MARK2 loss. Using proband-derived and CRISPR-engineered isogenic induced pluripotent stem cells (iPSCs), we show that MARK2 loss leads to early neuronal developmental and functional deficits, including anomalous polarity and dis-organization in neural rosettes, as well as imbalanced proliferation and differentiation in neural progenitor cells (NPCs). Mark2+/− mice showed abnormal cortical formation and partition and ASD-like behavior. Through the use of RNA sequencing (RNA-seq) and lithium treatment, we link MARK2 loss to downregulation of the WNT/β-catenin signaling pathway and identify lithium as a potential drug for treating MARK2-associated ASD.
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Dates et versions

hal-04783112 , version 1 (14-11-2024)

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Citer

Maolei Gong, Jiayi Li, Zailong Qin, Matheus Vernet Machado Bressan Wilke, Yijun Liu, et al.. MARK2 variants cause autism spectrum disorder via the downregulation of WNT/β-catenin signaling pathway. American Journal of Human Genetics, 2024, 111 (11), pp.2392-2410. ⟨10.1016/j.ajhg.2024.09.006⟩. ⟨hal-04783112⟩
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