Blindness due to retinal degeneration affects millions of people worldwide, but many disease-causing mutations remain unknown. PNPLA6 encodes the patatin-like phospholipase domain containing protein 6, also known as neuropathy target esterase (NTE), which is the target of toxic organophosphates that induce human paralysis due to severe axonopathy of large neurons. Mutations in PNPLA6 also cause human spastic paraplegia characterized by motor neuron degeneration. Here we identify PNPLA6 mutations in childhood blindness in seven families with retinal degeneration, including Leber congenital amaurosis and Oliver McFarlane syndrome. PNPLA6 localizes mostly at the inner segment plasma membrane in photoreceptors and mutations in Drosophila PNPLA6 lead to photoreceptor cell death. We also report that lysophosphatidylcholine and lysophosphatidic acid levels are elevated in mutant Drosophila. These findings show a role for PNPLA6 in photoreceptor survival and identify phospholipid metabolism as a potential therapeutic target for some forms of blindness.
- MeSH
- degenerace retiny genetika MeSH
- dítě MeSH
- Drosophila MeSH
- fenotyp MeSH
- fluorescenční mikroskopie MeSH
- fosfolipasy genetika fyziologie MeSH
- fosfolipidy chemie MeSH
- hmotnostní spektrometrie s elektrosprejovou ionizací MeSH
- lidé MeSH
- molekulární sekvence - údaje MeSH
- mutace * MeSH
- myši inbrední C57BL MeSH
- myši MeSH
- předškolní dítě MeSH
- retina patologie MeSH
- rodokmen MeSH
- sekvence aminokyselin MeSH
- sekvenční analýza DNA MeSH
- sekvenční homologie aminokyselin MeSH
- slepota genetika MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- dítě MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- myši MeSH
- předškolní dítě MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- Research Support, N.I.H., Extramural MeSH
Mucopolysaccharidosis IIIC (MPS IIIC, or Sanfilippo C syndrome) is a lysosomal storage disorder caused by the inherited deficiency of the lysosomal membrane enzyme acetyl-coenzyme A: alpha -glucosaminide N-acetyltransferase (N-acetyltransferase), which leads to impaired degradation of heparan sulfate. We report the narrowing of the candidate region to a 2.6-cM interval between D8S1051 and D8S1831 and the identification of the transmembrane protein 76 gene (TMEM76), which encodes a 73-kDa protein with predicted multiple transmembrane domains and glycosylation sites, as the gene that causes MPS IIIC when it is mutated. Four nonsense mutations, 3 frameshift mutations due to deletions or a duplication, 6 splice-site mutations, and 14 missense mutations were identified among 30 probands with MPS IIIC. Functional expression of human TMEM76 and the mouse ortholog demonstrates that it is the gene that encodes the lysosomal N-acetyltransferase and suggests that this enzyme belongs to a new structural class of proteins that transport the activated acetyl residues across the cell membrane.
- MeSH
- acetyltransferasy genetika chemie metabolismus MeSH
- buněčné linie MeSH
- exony MeSH
- exprese genu MeSH
- financování organizované MeSH
- klonování DNA MeSH
- komplementární DNA genetika MeSH
- lidé MeSH
- lidské chromozomy, pár 8 genetika MeSH
- mapování chromozomů MeSH
- molekulární sekvence - údaje MeSH
- mukopolysacharidóza III enzymologie genetika MeSH
- mutace MeSH
- mutační analýza DNA MeSH
- myši MeSH
- polymerázová řetězová reakce MeSH
- rekombinantní fúzní proteiny genetika metabolismus MeSH
- rodokmen MeSH
- sekvence aminokyselin MeSH
- sekvence nukleotidů MeSH
- sekvenční homologie aminokyselin MeSH
- transfekce MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- myši MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
Autosomal dominant hyperuricemia, gout, renal cysts, and progressive renal insufficiency are hallmarks of a disease complex comprising familial juvenile hyperuricemic nephropathy and medullary cystic kidney diseases type 1 and type 2. In some families the disease is associated with mutations of the gene coding for uromodulin, but the link between the genetic heterogeneity and mechanism(s) leading to the common phenotype symptoms is not clear. In 19 families, we investigated relevant biochemical parameters, performed linkage analysis to known disease loci, sequenced uromodulin gene, expressed and characterized mutant uromodulin proteins, and performed immunohistochemical and electronoptical investigation in kidney tissues. We proved genetic heterogeneity of the disease. Uromodulin mutations were identified in six families. Expressed, mutant proteins showed distinct glycosylation patterns, impaired intracellular trafficking, and decreased ability to be exposed on the plasma membrane, which corresponded with the observations in the patient's kidney tissue. We found a reduction in urinary uromodulin excretion as a common feature shared by almost all of the families. This was associated with case-specific differences in the uromodulin immunohistochemical staining patterns in kidney. Our results suggest that various genetic defects interfere with uromodulin biology, which could lead to the development of the common disease phenotype. 'Uromodulin-associated kidney diseases' may be thus a more appropriate term for this syndrome.
- MeSH
- bazální membrána patologie ultrastruktura MeSH
- biopsie MeSH
- dítě MeSH
- dna (nemoc) MeSH
- dospělí MeSH
- financování organizované MeSH
- genetická heterogenita MeSH
- genetická vazba MeSH
- hyperurikemie genetika metabolismus MeSH
- hypofýza cytologie MeSH
- imunohistochemie MeSH
- kultivované buňky MeSH
- ledvinové kanálky patologie ultrastruktura MeSH
- ledviny chirurgie metabolismus patologie ultrastruktura MeSH
- lidé MeSH
- lidské chromozomy, pár 16 MeSH
- missense mutace MeSH
- mladiství MeSH
- mukoproteiny genetika metabolismus moč MeSH
- mutační analýza DNA MeSH
- polycystické ledviny autozomálně dominantní genetika MeSH
- polymorfismus délky restrikčních fragmentů MeSH
- rodokmen MeSH
- sekvence nukleotidů MeSH
- syndrom MeSH
- transfekce MeSH
- Check Tag
- dítě MeSH
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- mladiství MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- srovnávací studie MeSH
BACKGROUND: Autosomal-dominant juvenile hyperuricemia, gouty arthritis, medullary cysts, and progressive renal insufficiency are features associated with familial juvenile hyperuricemic nephropathy (FJHN), medullary cystic kidney disease type 1 (MCKD1) and type 2 (MCKD2). MCKD1 has been mapped to chromosome 1q21. FJHN and MCKD2 have been mapped to chromosome 16p11.2. FJHN and MCKD2 are allelic, result from uromodulin (UMOD) mutations and the term uromodulin-associated kidney disease (UAKD) has been proposed for them. Linkage studies also reveal families that do not show linkage to any of the identified loci. To identify additional UAKD loci, we analyzed one of these families, with features suggestive of FJHN. METHODS: Clinical, biochemical, and immunohistochemical investigations were used for phenotype characterization. Genotyping, linkage and haplotype analyses were employed to identify the candidate disease region. Bioinformatics and sequencing were used for candidate gene selection and analyses. RESULTS: We identified a new candidate UAKD locus on chromosome 1q41, bounded by markers D1S3470 and D1S1644. We analyzed and found no linkage to this region in eight additional families, who did not map to the previously established loci. We noted that affected individuals showed, in addition to the characteristic urate hypoexcretion, significant reductions in urinary excretion of calcium and UMOD. Immunohistochemical analysis showed that low UMOD excretion resulted from its reduced expression, which is a different mechanism to intracellular UMOD accumulation observed in cases with UMOD mutations. CONCLUSION: We have mapped a new candidate UAKD locus and shown that UAKD may be a consequence of various defects affecting uromodulin biology.
- MeSH
- chronická renální insuficience genetika metabolismus MeSH
- dítě MeSH
- dospělí MeSH
- financování organizované MeSH
- genetická vazba MeSH
- genotyp MeSH
- hyperurikemie genetika metabolismus MeSH
- ledviny metabolismus MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- lidské chromozomy, pár 1 MeSH
- mapování chromozomů MeSH
- mladiství MeSH
- mukoproteiny genetika metabolismus MeSH
- rodokmen MeSH
- senioři nad 80 let MeSH
- senioři MeSH
- Check Tag
- dítě MeSH
- dospělí MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mladiství MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- senioři nad 80 let MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
Familiární juvenilní hyperurikemická nefropatie (FJHN, OMIM 162000) je autosomálně dominantní onemocnění charakteristické časným nástupem hyperurikémie, dnavou artritidou, intersticiální nefropatií a progradujícím renálním selháním ve třetím a čtvrtém decéniu. Biochemickým markerem je vedle hyperurikémie snížená exkreční frakce kyseliny močové. Sonografické vyšetření u většiny pacientů ukazuje zmenšení ledvin, parenchymální atrofii a abnormální echogenitu, cysty jsou popisovány zřídka. Histologické nálezy popisují nespecifickou tubulointersticiální nefropatii bez urátových depozit. FJHN byla poprvé popsána Duncanem a Dixonem v roce 1960 a byla diagnostikována u více než 60 rodin různého etnického původu. Diagnostika FJHN je vzhledem k neznámé příčině, neúplné penetranci a heterogenitě onemocnění obtížná a závisí na podrobném vyšetření purinového metabolismu. Počátečním impulsem je biochemický nález hyperurikémie z důvodu snížené exkrece kyseliny močové, na který navazuje vyloučení monogenních enzymopatií purinového metabolismu spojených s výraznou nadprodukcí kyseliny močové (porucha hypoxantin-guaninfosforibosyltransferasy, superaktivita fosforibosylpyrofosfátsyntetázy). Současně je nutné vyloučení dalších onemocnění spojených s hyperurikémií (dna, močový infarkt ledviny apod.). Rozvoj progredujícího postižení ledvin u FJHN zpomaluje podávání allopurinolu, efektivita léčby však závisí na stavu renálních funkcí v době zahájení terapie. V rámci studie mapování a identifikace genu pro FJHN jsme shromáždili soubor 160 vzorků genomové DNA z 19 rodin. Použitím metod vazebné analýzy jsme prokázali genetickou heterogenitu onemocnění a mapovali jeden z genů pro FJHN do oblasti chromosomu 16p11.2. (1, 2). Sestavili jsme fyzickou mapu pokrývající 1,7 cM dlouhou oblast a pomocí in-silico analýzy provedli transkripční charakterizaci kritického lokusu. Identifikovali jsme 10 známých genů a lokalizovali jsme a ověřili 69 potenciálních transkriptů (cDNA klonů). Doposud jsme vybrali, analyzovali a na základě výsledků sekvencí vyloučili souvislost 9 kandidátních genů s fenotypem FJHN. Vzhledem k současným výsledkům (1, 2, 3, 4), které naznačují existenci dvou obtížně fenotypově a biochemicky odlišitelných separátních lokusů pro FJHN a MCDK2 (medulární cystické ledviny typ 2, OMIM 256100, 4) ve stejné oblasti chromozomu 16, je zkomplikován další postup pozičního klonování a omezeno dostatečné zúžení kritického intervalu. Vyhledávání dalších rodin s FJHN s následným genotypováním a provedením vazebné analýzy je tedy nanejvýš potřebné.
- MeSH
- finanční podpora výzkumu jako téma MeSH
- intersticiální nefritida genetika metabolismus MeSH
- kyselina močová krev metabolismus MeSH
- lidé MeSH
- mladiství MeSH
- nemoci ledvin diagnóza genetika MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- mladiství MeSH
- Publikační typ
- kongresy MeSH
- MeSH
- biologické markery MeSH
- DNA diagnostické užití MeSH
- nemoci ledvin etiologie ultrasonografie MeSH
- puriny metabolismus MeSH
- Publikační typ
- kongresy MeSH
