Please use this identifier to cite or link to this item:
https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/38984Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.author | Voudouri, Georgia | en |
| dc.contributor.author | Βουδούρη, Γεωργία | el |
| dc.date.accessioned | 2025-05-29T09:57:45Z | - |
| dc.date.available | 2025-05-29T09:57:45Z | - |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/38984 | - |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | * |
| dc.subject | Stem cell | en |
| dc.subject | iPSCs | en |
| dc.subject | 3D orgaboids | en |
| dc.subject | Telecephalic organoids | en |
| dc.subject | Excitatory neurons | en |
| dc.subject | Inhibitory neurons | en |
| dc.subject | E/I balance | en |
| dc.subject | Brain development | en |
| dc.subject | Corical development | en |
| dc.subject | ASD | en |
| dc.subject | Neurodevelopmental disorder | en |
| dc.subject | CNTNAP2 gene | en |
| dc.title | Elucidating the role of the autism risk gene CNTNAP2 in early cortical interneuron development using brain organoids | en |
| dc.type | masterThesis | en |
| heal.type | masterThesis | el |
| heal.type.en | Master thesis | en |
| heal.type.el | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| heal.dateAvailable | 2025-05-29T09:58:46Z | - |
| heal.language | en | el |
| heal.access | free | el |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Επιστημών Υγείας | el |
| heal.publicationDate | 2025-03 | - |
| heal.abstract | Autism spectrum disorder (ASD) is a complex neurodevelopmental condition characterized by changes in social communication, repetitive behaviors, and cognition. The genetic basis of ASD has been extensively studied, with mutations in Contactin-associated protein-like 2 (CNTNAP2) emerging as a significant risk factor. CNTNAP2 plays a crucial role in neuronal development, particularly in neuronal migration, synaptic function, and interneuron differentiation. However, the precise mechanisms underlying CNTNAP2-related neurodevelopmental phenotypes remain poorly understood. In this study, we investigated the role of CNTNAP2 in early cortical interneuron development using human induced pluripotent stem cell (hiPSC)-derived brain organoids. By generating cerebral and ventral forebrain organoids from both control and CNTNAP2 knockout (KO) iPSC lines, we examined how CNTNAP2 loss-of function impacts neuronal differentiation and the balance of excitatory and inhibitory neuronal populations. Immunofluorescence, confocal imaging, Western blotting, and RNA sequencing were employed to analyze the molecular and cellular consequences of CNTNAP2 deletion. Our findings revealed significant alterations in organoid morphology and ventricular zone organization in CNTNAP2 KO cerebral organoids. Notably, KO organoids exhibited an accelerated cell cycle and increased proliferation, coupled with a reduction in TBR1 expressing excitatory neurons. RNA sequencing identified a transcriptional shift favoring interneuron-associated genes, suggesting an imbalance in excitatory/inhibitory neuronal differentiation. In contrast, ventral forebrain organoids did not display significant changes in overall size at the examined time point, highlighting potential temporal and regional differences in CNTNAP2 function. Given the involvement of the PI3K/AKT/mTOR signaling pathway in neurodevelopment and ASD pathophysiology, we further assessed its activation status in CNTNAP2 KO organoids. No significant differences in mTOR pathway effectors were detected at day 30, suggesting that CNTNAP2-related deficits may arise independently of this signaling cascade or may manifest at later developmental stages. Together, these findings underscore the critical role of CNTNAP2 in cortical development and interneuron specification. Our results contribute to the growing body of evidence linking CNTNAP2 dysfunction to ASD-associated neuropathology and emphasize the utility of brain organoids as a model system for studying neurodevelopmental disorders. Further studies incorporating longer differentiation timepoints and additional molecular analyses are necessary to fully elucidate the mechanisms underlying CNTNAP2-mediated neurodevelopmental deficits and their implications for ASD. | en |
| heal.abstract | Η Διαταραχή Αυτιστικού Φάσματος (ΔΑΦ) είναι μία σύνθετη νευροαναπτυξιακή διαταραχή που χαρακτηρίζεται από προβλήματα στην κοινωνική επαφή, από επαναλαμβανόμενες συμπεριφορές και από γνωστικές ελλείψεις. Η γενετική βάση του αυτιστικού φάσματος έχει μελετηθεί εκτενώς, με τις μεταλλάξεις στο γονίδιο CNTNAP2 (Contactin associated protein- like 2) να φαίνεται να συνιστούν σημαντικό παράγοντα κινδύνου. Το γονίδιο CNTNAP2 διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην νευρωνική ανάπτυξη, ιδιαίτερα στη μετανάστευση των νευρώνων, στη λειτουργία των συνάψεων και στη διαφοροποίηση των ενδιάμεσων νευρώνων. Ωστόσο, οι ακριβείς μηχανισμοί που διέπουν τις νευροαναπτυξιακές δυσλειτουργίες που σχετίζονται με το CNTNAP2 παραμένουν ελάχιστα κατανοητοί. Στην παρούσα μελέτη, διερευνήσαμε τον ρόλο του γονιδίου CNTNAP2 στην πρώιμη ανάπτυξη των φλοιικών διάμεσων νευρώνων χρησιμοποιώντας οργανοειδή εγκεφάλου που προέρχονται από ανθρώπινα επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα (hiPSC). Δημιουργώντας οργανοειδή του εγκεφαλικού φλοιού και του κοιλιακού προσθίου εγκεφάλου από κυτταρική σειρά iPSC ελέγχου και CNTNAP2 knockout (KO) κυτταρική σειρά iPSC, εξετάσαμε πώς η απώλεια λειτουργίας του γονιδίου CNTNAP2 επηρεάζει τη νευρωνική διαφοροποίηση και την ισορροπία μεταξύ διεγερτικών και ανασταλτικών νευρωνικών πληθυσμών. Για την ανάλυση των μοριακών και κυτταρικών επιπτώσεων της διαγραφής του γονιδίου της CNTNAP2, χρησιμοποιήθηκαν τεχνικές όπως η τεχνική ανοσοφθορισμού, η συνεστιακή απεικόνιση, η μέθοδο ανοσοαποτύπωσης και η αλληλούχιση RNA. Τα αποτελέσματα έδειξαν σημαντικές μεταβολές στη μορφολογία των οργανοειδών και την οργάνωση της ζώνης νευρογένεσης στα CNTNAP2 KO φλοιικά οργανοειδή. Συγκεκριμένα, τα KO οργανοειδή παρουσίασαν επιταχυνόμενο κυτταρικό κύκλο και αυξημένο κυτταρικό πολλαπλασιασμό, συνοδευόμενα από μείωση των διεγερτικών νευρώνων που εκφράζουν TBR1. Η αλληλούχιση RNA αποκάλυψε μια μεταγραφική μετατόπιση υπέρ των γονιδίων που σχετίζονται με τους διάμεσους νευρώνες, υποδηλώνοντας ανισορροπία στη διαφοροποίηση των διεγερτικών/ανασταλτικών νευρώνων. Αντίθετα, τα οργανοειδή του κοιλιακού προσθίου εγκεφάλου δεν παρουσίασαν σημαντικές αλλαγές στο συνολικό τους μέγεθος κατά το εξεταζόμενο χρονικό σημείο, υποδεικνύοντας πιθανές χρονικές και σημειακές διαφορές στη λειτουργία του γονιδίου της CNTNAP2. Δεδομένης ανάμειξης του σηματοδοτικού μονοπατιού PI3K/AKT/mTOR στη νευροανάπτυξη και την παθοφυσιολογία της ΔΑΦ, εξετάσαμε περαιτέρω την ενεργοποίηση του στα CNTNAP2 KO οργανοειδή. Στους κύριους ρυθμιστές του μονοπατιού δεν ανιχνεύθηκαν σημαντικές διαφορές την ημέρα 30, γεγονός που υποδηλώνει ότι οι CNTNAP2-σχετιζόμενες δυσλειτουργίες μπορεί να προκύπτουν ανεξάρτητα από αυτόν τον σηματοδοτικό καταρράκτη ή να εκδηλώνονται σε μεταγενέστερα στάδια ανάπτυξης. Συνολικά, τα ευρήματά μας υπογραμμίζουν τον κρίσιμο ρόλο του CNTNAP2 στην ανάπτυξη του φλοιού και την εξειδίκευση των διάμεσων νευρώνων. Τα αποτελέσματά μας συμβάλλουν στο αυξανόμενο σώμα ενδείξεων που συνδέουν τη δυσλειτουργία του CNTNAP2 με την ASD και υπογραμμίζουν τη χρησιμότητα των οργανοειδών εγκεφάλου ως μοντέλου για τη μελέτη των νευροαναπτυξιακών διαταραχών. Περαιτέρω μελέτες με μεταγενέστερους χρόνους διαφοροποίησης και πρόσθετες μοριακές αναλύσεις είναι απαραίτητες για την πλήρη κατανόηση των μηχανισμών που διέπουν τις CNTNAP2- μεσολαβούμενα νευροαναπτυξιακές δυσλειτουργίες και τις επιπτώσεις τους στην ASD. | el |
| heal.advisorName | Gkogkas, Christos G. | en |
| heal.committeeMemberName | Friliggos, Stathis | en |
| heal.committeeMemberName | Φριλίγγος, Ευστάθιος | el |
| heal.committeeMemberName | Labrakakis, Charalampos | en |
| heal.committeeMemberName | Λαμπράκης, Χαράλαμπος | el |
| heal.committeeMemberName | Leondaritis, George | en |
| heal.committeeMemberName | Λεονταρίδης, Γεώργιος | el |
| heal.committeeMemberName | Liakopoulos, Dimitris | en |
| heal.committeeMemberName | Λιακόπουλος, Δημήτριος | el |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Επιστημών Υγείας. Τμήμα Ιατρικής | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | el |
| heal.numberOfPages | 72 σ. | el |
| heal.fullTextAvailability | true | - |
| heal.fullTextAvailability | true | - |
| heal.fullTextAvailability | true | - |
| Appears in Collections: | Διατριβές Μεταπτυχιακής Έρευνας (Masters) - ΙΑΤ | |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Μ.Ε. Βουδούρη Γεωργία (2025).pdf | 6.26 MB | Adobe PDF | View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License
