Integrative Genomics Reveals a Role for GNA13 in Lymphomagenesis

Lymphomas comprise a diverse group of malignancies derived from immune cells. High throughput sequencing has recently emerged as a powerful and versatile method for analysis of the cancer genome and transcriptome. As these data continue to emerge, the crucial work lies in sorting through the wealth of information to hone in on the critical aspects that will give us a better understanding of biology and new insight for how to treat disease. Finding the important signals within these large data sets is one of the major challenges of next generation sequencing.

In this dissertation, I have developed several complementary strategies to describe the genetic underpinnings of lymphomas. I begin with developing a better method for RNA sequencing that enables strand-specific total RNA sequencing and alternative splicing profiling in the same analysis. I then combine this RNA sequencing technique with whole exome sequencing to better understand the global landscape of aberrations in these diseases. Finally, I use traditional cell and molecular biology techniques to define the consequences of major genetic alterations in lymphoma.

Through this analysis, I find recurrent silencing mutations in the G alpha binding protein GNA13 and associated focal adhesion proteins. I aim to describe how loss-of-function mutations in GNA13 can be oncogenic in the context of germinal center B cell biology. Using in vitro techniques including liquid chromatography-mass spectrometry and knockdown and overexpression of genes in B cell lymphoma cell lines, I determine protein binding partners and downstream effectors of GNA13. I also develop a transgenic mouse model to study the role of GNA13 in the germinal center in vivo to determine effects of GNA13 deletion on germinal center structure and cell migration.

Thus, I have developed complementary approaches that span the spectrum from discovery to context-dependent gene models that afford a better understanding of the biological function of aberrant events and ultimately result in a better understanding of disease.

Alpha-1 antitrypsin deficiency: A conformational disease associated with lung and liver manifestations

Alpha-1 antitrypsin (A1AT) is a serine anti-protease produced chiefly by the liver. A1AT deficiency is a genetic disorder characterized by serum levels of less than 11 μmol/L and is associated with liver and lung manifestations. The liver disease, which occurs in up to 15% of A1AT-deficient individuals, is a result of toxic gain-of-function mutations in the A1AT gene, which cause the A1AT protein to fold aberrantly and accumulate in the endoplasmic reticulum of hepatocytes. The lung disease is associated with loss-of-function, specifically decreased anti-protease protection on the airway epithelial surface. The so-called 'Z' mutation in A1AT deficiency encodes a glutamic acid-to-lysine substitution at position 342 in A1AT and is the most common A1AT allele associated with disease. Here we review the current understanding of the molecular pathogenesis of A1AT deficiency and the best clinical management protocols. © Springer Science+Business Media B.V. 2008.

La PCSK9 humaine, une molécule aux multiples facettes métaboliques et une cible thérapeutique prometteuse : études de régulation in vitro et in vivo

La proprotéine convertase subtilisine/kexine-9 (PCSK9) a été identifiée comme le troisième locus impliqué dans l’hypercholestérolémie autosome dominante (ADH). Les deux autres gènes impliqués dans l’ADH encodent le récepteur des lipoprotéines de faible densité (LDLR) et l’apolipoprotéine B. La PCSK9 est une convertase qui favorise la dégradation du LDLR dans les hépatocytes et augmente le niveau plasmatique de cholestérol des LDL (LDL-C). Les mutations « gain de fonction » de la PCSK9 sont associées à un phénotype d’hypercholestérolémie familiale, tandis que les variantes « perte de fonction » sont associées à un LDL-C réduit et à un risque coronarien plus faible. Pour élucider le rôle physiologique de la PCSK9, nous avons étudié sa régulation génique. En utilisant le RT-PCR quantitatif dans des hépatocytes humains, nous avons analysé la régulation de PCSK9 sous différentes conditions modulant l’expression des gènes impliqués dans le métabolisme du cholestérol. Nous avons démontré que l’expression de la PCSK9 était induite par les statines de manière dose-dépendante et que cette induction était abolie par le mévalonate. De plus, le promoteur de PCSK9 contenait deux motifs conservés pour la régulation par le cholestérol : le sterol regulatory element (SRE) et un site Sp1. La PCSK9 circule dans le plasma sous des formes mature et clivée par la furine. Grâce à notre anticorps polyclonal, nous avons mis au point un test ELISA mesurant la PCSK9 plasmatique totale. Une étude transversale a évalué les concentrations plasmatiques de PCSK9 chez des sujets sains et hypercholestérolémiques, traités ou non par des statines ou une combinaison statine/ezetimibe. Chez 254 sujets sains, la valeur moyenne de PCSK9 (écart-type) était de 89,5 (31,9) µg/L. La concentration plasmatique de la PCSK9 corrélait avec celle de cholestérol total, du LDL-C, des triglycérides (TG), de la glycémie à jeun, l’âge et l’indice de masse corporelle. Le séquençage de PCSK9 chez des sujets aux extrêmes de la distribution des concentrations de PCSK9 de notre cohorte a révélé la présence d’une nouvelle variation « perte de fonction » : R434W. Chez 200 patients hypercholestérolémiques, la concentration de PCSK9 était plus élevée que chez les sujets sains (P<0,04). Elle a augmenté avec une dose croissante de statine (P<0,001), et a augmenté encore plus suite à l’ajout d’ezetimibe (P<0,001). Chez les patients traités, ceux présentant une hypercholestérolémie familiale (HF; due à une mutation du LDLR) avaient des concentrations plus élevées de PCSK9 que les non-HF (P<0,005), et la réduction de LDL-C corrélait positivement avec la concentration de PCSK9 atteinte de la même manière dans les deux sous-catégories (P<0,02 et P<0,005, respectivement). Par ailleurs, une incubation des cellules HepG2 (hépatocytes) et Caco-2 (entérocytes) avec de l’ezetimibe a provoqué une augmentation de l’ARNm de PCSK9 et de NPC1L1 de 1,5 à 2 fois (P<0,05), mais aucune variation significative de PCSK9 sécrétée n’a été observée, suggérant que ces lignées cellulaires ne sont pas un modèle idéal. Nous avons également mesuré le niveau de PCSK9 chez 1 739 Canadiens-français âgés de 9, 13 et 16 ans. La valeur moyenne (écart-type) de PCSK9 dans cette cohorte était de 84,7 (24,7) µg/L, légèrement plus basse que dans la cohorte d’adultes (89,5 (31,9) µg/L). Chez les garçons, la PCSK9 circulante diminuait avec l’âge, tandis que c’était l’inverse chez les filles. Il y avait des associations positives et significatives entre la PCSK9 et la glycémie à jeun, l’insulinémie, le HOMA-IR, et les paramètres lipidiques (TC, LDL-C, TG, HDL-C, apoAI et apoB). Dans l’analyse multivariée, une hausse de 10% de l’insulinémie à jeun était associée à une augmentation de 1 à 2% de PCSK9. La régulation de PCSK9 est typique de celle d’un gène impliqué dans le métabolisme des lipoprotéines et est probablement la cible du facteur de transcription «sterol regulatory element-binding protein » (SREBP-2). La concentration plasmatique de la PCSK9 est associée avec l’âge, le sexe, et de multiples marqueurs métaboliques chez les enfants et les adultes. La détection de la PCSK9 circulante chez les sujets HF et non-HF signifie que ce test ELISA spécifique à PCSK9 pourrait servir à suivre la réponse à la thérapie chez un grand éventail de sujets. PCSK9 semble être une cible thérapeutique prometteuse dans le traitement de l’hypercholestérolémie et de la maladie cardiovasculaire.

Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 in human disease

Les maladies cardiovasculaires (MCV) demeurent au tournant de ce siècle la principale cause de mortalité dans le monde. Parmi les facteurs de risque, l’hypercholestérolémie et l’obésité abdominale sont directement liées au développement précoce de l’athérosclérose. L’hypercholestérolémie familiale, communément associée à une déficience des récepteurs des lipoprotéines de basse densité (LDLR), est connue comme cause de maladie précoce d’athérosclérose et de calcification aortique chez l’humain. La subtilisine convertase proprotéine/kexine du type 9 (PCSK9), membre de la famille des proprotéines convertases, est trouvée indirectement associée aux MCV par son implication dans la dégradation du LDLR. Chez l'humain, des mutations du gène PCSK9 conduisent soit à une hypercholestérolémie familiale, soit à une hypocholestérolémie, selon que la mutation entraîne un gain ou une perte de fonction, respectivement. Il demeure incertain si les individus porteurs de mutations causant un gain de fonction de la PCSK9 développeront une calcification aortique ou si des mutations entraînant une perte de fonction provoqueront une obésité abdominale. Dans cette étude, nous avons examiné : 1) l’effet d’une surexpression de PCSK9 dans le foie de souris sur la calcification aortique ; 2) les conséquences d’une déficience en PCSK9 (Pcsk9 KO), mimant une inhibition pharmacologique, sur le tissu graisseux. Nous avons utilisé un modèle de souris transgénique (Tg) surexprimant le cDNA de PCSK9 de souris dans les hépatocytes de souris et démontrons par tomographie calculée qu’une calcification survient de façon moins étendue chez les souris PCSK9 Tg que chez les souris déficientes en LDLR. Alors que le PCSK9 Tg et la déficience en LDLR causaient tous deux une hypercholestérolémie familiale, les niveaux seuls de cholestérol circulant ne parvenaient pas à prédire le degré de calcification aortique. Dans une seconde étude, nous utilisions des souris génétiquement manipulées dépourvues de PSCK9 et démontrons que l’accumulation de graisses viscérales (adipogenèse) apparaît régulée par la PCSK9 circulante. Ainsi, en l’absence de PCSK9, l’adipogenèse viscérale augmente vraisemblablement par régulation post-traductionnelle des récepteurs à lipoprotéines de très basse densité (VLDLR) dans le tissu adipeux. Ces deux modèles mettent en évidence un équilibre dynamique de la PCSK9 dans des voies métaboliques différentes, réalisant un élément clé dans la santé cardiovasculaire. Par conséquent, les essais d’investigations et d’altérations biologiques de la PCSK9 devraient être pris en compte dans un modèle animal valide utilisant une méthode sensible et en portant une attention prudente aux effets secondaires de toute intervention.

Implication de MEK1 et MEK2 dans l'initiation et la progression du cancer colorectal

Une dérégulation de la voie de signalisation Ras/Raf/MEK/ERK1/2 est observée dans plus de 30% des cancers et des mutations activatrices de RAS sont observées dans 30% à 50% des adénomes colorectaux. À la suite d’une analyse extensive de biopsies de tumeurs colorectales humaines par micromatrices tissulaires (TMA), nous avons observé que 44% des tissus cancéreux exprimaient MEK1/2 phosphorylés, contre 10% des tissus normaux. L'analyse des TMA a également révélé que 79% des tumeurs arboraient un marquage nucléaire de MEK1/2 phosphorylés, contre 4 % pour les tissus normaux. Bien que la voie MEK/ERK1/2 soit fréquemment activée dans les cancers, le rôle précis des isoformes de MEK1 et de MEK2 n'a jamais été clairement établie. De même, l'impact de cette localisation nucléaire aberrante de phospho-MEK1/2, dans l'initiation et la progression des cancers colorectaux, est inconnu. Lors d'un premier projet, nous avons démontré, que l’expression de MEK1 ou MEK2 activé est suffisante pour transformer in vitro des cellules intestinales épithéliales de rat (IEC-6). L'expression des mutants actifs de MEK1 ou MEK2 est suffisante pour induire une dérégulation de la prolifération cellulaire et engendrer la formation d'adénocarcinomes invasifs dans un modèle de greffe orthotopique du côlon chez la souris. Nous avons également démontré que l'inhibition de MEK2 par shRNA supprime complètement la prolifération des lignées humaines de cancer du côlon, alors que la suppression de MEK1 a peu d'effet sur la capacité de prolifération. Le deuxième projet, nous a permis d'observer que l'expression d'un mutant nucléaire de MEK1 dans les cellules IEC-6 transforme drastiquement les cellules. Une augmentation de prolifération, une résistance à l'anoikose, un dérèglement du cycle cellulaire, de l'instabilité chromosomique (CIN), de la tétra/aneuploïdie sont observés. La caractérisation des mécanismes responsables de cette localisation aberrante de MEK1/2 phosphorylés, a permis d'identifier la protéine Sef, un régulateur de la localisation cytoplasmique de MEK/ERK1/2. Nous avons démontré que l'expression d'une forme oncogénique de Ras (H-RasV12) inhibe l'expression de Sef, engendrant alors une accumulation nucléaire de MEK1/2 activés. Plus encore, la réexpression de Sef restaure la localisation cytoplasmique de MEK1/2 et renverse les propriétés tumorigéniques ainsi que l'aneuploïdie induite par Ras activé. Un troisième projet, visant la caractérisation des mécanismes associés à la CIN et à l'aneuploïde engendrés par l'activation aberrante de la voie de Ras-ERK1/2, a permis d'observer que l'hyperactivation de ERK1/2 induit des anomalies mitotiques menant à la binucléation. Une localisation erronée et une surexpression de la kinase Aurora A, de même que des protéines de passage du complexe chromosomique (CPC), Aurora B, Survivine et INCENP, sont observées. L'inhibition partielle de l'activation de ERK1/2 par de faible dose de PD184352, un inhibiteur de MEK1/2, est suffisante pour renverser la surexpression de ces régulateurs mitotiques, de même que corriger les anomalies de la mitose et réduire la tétra/aneuploïdie engendrée par Ras oncogénique. Ainsi, nous avons démontré, pour la première fois, que la voie des MAP kinases ERK1/2 est impliquée dans la CIN, la tétraploïdie et l'aneuploïdie. Nos résultats suggèrent que la perte de Sef est un événement oncogénique précoce, qui contribue à la localisation nucléaire aberrante de MEK1/2 qui est observée dans les tumeurs colorectales. Cette localisation anormale de MEK1/2 est associée à l'initiation de la transformation, la progression tumorale et la CIN, via l'activité soutenue de ERK1/2. Ces informations sont capitales et démontrent l’importance de la voie de signalisation Ras/Raf/MEK/ERK1/2 dans le processus de tumorigénèse colorectale.

Rôle de la déubiquitinase BAP1 dans la réponse cellulaire aux dommages à l'ADN

L'ubiquitination est une modification post-traductionnelle qui joue un rôle central dans divers processus biologiques. Elle peut être contrecarrée par les déubiquitinases (DUBs). "BRCA1-Associated Protein 1" (BAP1) est une déubiquitinase, qui fait partie de complexes multiprotéiques, possèdant une fonction de suppression tumorale ainsi qu'un potentiel anti-métastatique. De plus, BAP1 est phosphorylée suite aux dommages à l’ADN par les kinases ATM/ATR. En nous basant sur ces données, nous avons purifié les protéines associées à BAP1 dans des conditions de stress génotoxique. Bien que la composition du complexe et l’activité DUB semblent inchangées, nous avons pu identifier des changements critiques dans les niveaux et les sites de phosphorylation, confirmant la régulation de BAP1 suite aux dommages à l’ADN. En déplétant BAP1 par ARNi et en utilisant des mutants dominants négatifs, nous avons obtenu des résultats suggèrant que suite au stress génotoxique, cette DUB est requise pour prolonger le point de contrôle en G2/M et ce, en retardant la reprise du cycle cellulaire. D'un autre côté, l'expression de BAP1 dans des cellules cancéreuses qui en sont déficientes restore une ploïdie normale et diminue la fréquence d'aberrations nucléaires, suggérant que cette protéine joue un rôle dans la stabilité génomique. Nos résultats suggèrent fortement que BAP1 joue un rôle dans la réponse des cellules au stress génotoxique et la stabilité génomique. Nos travaux permettront ainsi d’identifier et de caractériser les voies de signalisation cellulaire régulant l’activité et la fonction de BAP1 durant les périodes d’exposition à des agents qui endommagent l’ADN. Les connaissances acquises seront donc d’une valeur tangible pour nôtre compréhension de la mutagenèse induite par des agents carcinogènes, un déterminant clé de la formation des tumeurs.

Investigation de l'implication des neurones GABAergiques exprimant la parvalbumine dans les déficits cognitifs associés aux délétions du gène Cacna1a.

Les mutations du gène CACNA1A, encodant la sous-unité α du canal calcique voltage-dépendant CaV2.1, causent l’ataxie épisodique de type 2 (EA2) chez l’humain. Nous avons investigué une cohorte de 16 patients de quatre familles canadiennes-françaises porteurs de mutations induisant une perte de fonction du gène CACNA1A. Outre une ataxie épisodique et un risque élevé d’épilepsie, la majorité de ces patients présentait des symptômes neurocognitifs incluant de l’inattention, des troubles d’apprentissage et une rigidité cognitive. Nous avons récemment démontré qu’une délétion sélective de Cacna1a dans les interneurones (INs) GABAergiques corticaux induit une dysfonction synaptique des IN exprimant la parvalbumine (PV) et suffit à induire une épilepsie généralisée. Cependant, les mécanismes sous-tendant l’atteinte cognitive associée aux délétions du gène CACNA1A sont inconnus. Nous postulons que la perte sélective d’inhibition périsomatique corticale résultant de la dysfonction synaptique des IN PV contribue aux déficits cognitifs associés aux délétions de Cacna1a. Afin d’investiguer cette hypothèse, nous avons généré une lignée de souris mutantes portant une délétion hétérozygote conditionnelle de Cacna1a restreinte aux populations neuronales exprimant la PV (PVcre; Cacna1ac/+). En couplant optogénétique et électrophysiologie, nous avons démontré que cette mutation affecte significativement l’inhibition des cellules pyramidales du cortex orbitofrontal par les IN PV. Nous avons de plus démontré que les mutants PVcre; Cacna1ac/+ présentent des troubles d’impulsivité et de rigidité cognitive dans différents paradigmes comportementaux. En conclusion, nos travaux suggèrent qu’une haploinsuffisance de Cacna1a engendre des déficits cognitifs et comportementaux en partie imputables à une dysfonction de l’inhibition périsomatique au niveau des circuits orbitofrontaux.

Genética molecular do hipotireoidismo congênito

O hipotireoidismo congênito (HC) ocorre, mundialmente, em 1/3000-4000 neonatos e pode ser classificado em permanente ou transitório. O HC primário é responsável pela maioria dos afetados, enquanto o secundário e terciário são raros. Nos países iodo-suficientes, a disgenesia tireóidea (DT) é a causa mais freqüente de HC. Os defeitos hereditários da síntese hormonal ocorrem em minoria de crianças portadoras de HC. Fatores ambientais, genéticos e auto-imunes concorrem na etiologia do HC, mas na maioria dos casos de DT a causa é obscura. Atribui-se aos genes envolvidos na ontogenia da glândula tireóidea, como os fatores de transcrição TITF1, TITF2, PAX-8 e receptor de TSH (TSHR), função patogenética na DT. Até o momento não foi descrita anormalidade no gene TITF1 como causa de HC, enquanto foram identificadas mutações no PAX-8 em cinco recém-nascidos com DT. Embora não envolvidas na DT, mutações inativadoras do TSHR podem produzir espectro de defeitos congênitos oscilando entre hipertirotropinemia com eutireoidismo e hipotireoidismo com hipoplasia glandular. A clonagem dos genes envolvidos na biossíntese dos hormônios tireóideos, como o da tireoperoxidase (TPO) e tireoglobulina (Tg), permitiu a identificação de mutações responsáveis por alguns casos de bócio e hipotireoidismo decorrente de defeito de incorporação de iodeto ou anormalidades na síntese de Tg. Recentemente, foi demonstrada a base molecular do defeito de transporte ativo de iodeto e da síndrome de Pendred, respectivamente, devidas a mutações no gene NIS (simportador de sódio e iodeto) e no gene PDS (pendrina). em conclusão, grande parte dos pacientes com HC e DT não tem esclarecida, ainda, a causa molecular desta síndrome.

Enzyme replacement prevents enamel defects in hypophosphatasia mice

Hypophosphatasia (HPP) is the inborn error of metabolism characterized by deficiency of alkaline phosphatase activity, leading to rickets or osteomalacia and to dental defects. HPP occurs from loss-of-function mutations within the gene that encodes the tissue-nonspecific isozyme of alkaline phosphatase (TNAP). TNAP knockout (Alpl-/-, aka Akp2-/-) mice closely phenocopy infantile HPP, including the rickets, vitamin B6-responsive seizures, improper dentin mineralization, and lack of acellular cementum. Here, we report that lack of TNAP in Alpl-/- mice also causes severe enamel defects, which are preventable by enzyme replacement with mineral-targeted TNAP (ENB-0040). Immunohistochemistry was used to map the spatiotemporal expression of TNAP in the tissues of the developing enamel organ of healthy mouse molars and incisors. We found strong, stage-specific expression of TNAP in ameloblasts. In the Alpl-/- mice, histological, mu CT, and scanning electron microscopy analysis showed reduced mineralization and disrupted organization of the rods and inter-rod structures in enamel of both the molars and incisors. All of these abnormalities were prevented in mice receiving from birth daily subcutaneous injections of mineral-targeting, human TNAP at 8.2?mg/kg/day for up to 44 days. These data reveal an important role for TNAP in enamel mineralization and demonstrate the efficacy of mineral-targeted TNAP to prevent enamel defects in HPP. (C) 2012 American Society for Bone and Mineral Research.

An ancient founder mutation in PROKR2 impairs human reproduction

Congenital gonadotropin-releasing hormone (GnRH) deficiency manifests as absent or incomplete sexual maturation and infertility. Although the disease exhibits marked locus and allelic heterogeneity, with the causal mutations being both rare and private, one causal mutation in the prokineticin receptor, PROKR2 L173R, appears unusually prevalent among GnRH-deficient patients of diverse geographic and ethnic origins. To track the genetic ancestry of PROKR2 L173R, haplotype mapping was performed in 22 unrelated patients with GnRH deficiency carrying L173R and their 30 first-degree relatives. The mutations age was estimated using a haplotype-decay model. Thirteen subjects were informative and in all of them the mutation was present on the same approximate to 123 kb haplotype whose population frequency is 10. Thus, PROKR2 L173R represents a founder mutation whose age is estimated at approximately 9000 years. Inheritance of PROKR2 L173R-associated GnRH deficiency was complex with highly variable penetrance among carriers, influenced by additional mutations in the other PROKR2 allele (recessive inheritance) or another gene (digenicity). The paradoxical identification of an ancient founder mutation that impairs reproduction has intriguing implications for the inheritance mechanisms of PROKR2 L173R-associated GnRH deficiency and for the relevant processes of evolutionary selection, including potential selective advantages of mutation carriers in genes affecting reproduction.

Mechanisms Contributing to Tyrosin Kinase Inhibitor Resistance in GISTs: Toward a Personalized Therapy

Gastrointestinal stromal tumors (GISTs) are the most common mesenchymal tumors in the gastrointestinal tract. This work considers the pharmacological response in GIST patients treated with imatinib by two different angles: the genetic and somatic point of view. We analyzed polymorphisms influence on treatment outcome, keeping in consideration SNPs in genes involved in drug transport and folate pathway. Naturally, all these intriguing results cannot be considered as the only main mechanism in imatinib response. GIST mainly depends by oncogenic gain of function mutations in tyrosin kinase receptor genes, KIT or PDGFRA, and the mutational status of these two genes or acquisition of secondary mutation is considered the main player in GIST development and progression. To this purpose we analyzed the secondary mutations to better understand how these are involved in imatinib resistance. In our analysis we considered both imatinib and the second line treatment, sunitinib, in a subset of progressive patients. KIT/PDGFRA mutation analysis is an important tool for physicians, as specific mutations may guide therapeutic choices. Currently, the only adaptations in treatment strategy include imatinib starting dose of 800 mg/daily in KIT exon-9-mutated GISTs. In the attempt to individualize treatment, genetic polymorphisms represent a novelty in the definition of biomarkers of imatinib response in addition to the use of tumor genotype. Accumulating data indicate a contributing role of pharmacokinetics in imatinib efficacy, as well as initial response, time to progression and acquired resistance. At the same time it is becoming evident that genetic host factors may contribute to the observed pharmacokinetic inter-patient variability. Genetic polymorphisms in transporters and metabolism may affect the activity or stability of the encoded enzymes. Thus, integrating pharmacogenetic data of imatinib transporters and metabolizing genes, whose interplay has yet to be fully unraveled, has the potential to provide further insight into imatinib response/resistance mechanisms.

Missing C-terminal filaggrin expression, NFkappaB activation and hyperproliferation identify the dog as a putative model to study epidermal dysfunction in atopic dermatitis

Filaggrin loss-of-function mutations resulting in C-terminal protein truncations are strong predisposing factors in human atopic dermatitis (AD). To assess the possibility of similar truncations in canine AD, an exclusion strategy was designed on 16 control and 18 AD dogs of various breeds. Comparative immunofluorescence microscopy was performed with an antibody raised against the canine filaggrin C-terminus and a commercial N-terminal antibody. Concurrent with human AD-like features such as generalized NFKB activation and hyperproliferation, four distinctive filaggrin expression patterns were identified in non-lesional skin. It was found that 10/18 AD dogs exhibited an identical pattern for both antibodies with comparable (category I, 3/18) or reduced (category II, 7/18) expression to that of controls. In contrast, 4/18 dogs displayed aberrant large vesicles revealed by the C-terminal but not the N-terminal antibody (category III), while 4/18 showed a control-like N-terminal expression but lacked the C-terminal protein (category IV). The missing C-terminal filaggrin in category IV strongly points towards loss-of function mutations in 4/18 (22%) of all AD dogs analysed.

Sitosterolaemia in Switzerland: molecular genetics links the US Amish-Mennonites to their European roots

Sitosterolaemia is a rare autosomal recessive disease characterized by increased intestinal absorption of plant sterols, decreased hepatic excretion into bile and elevated concentrations in plasma phytosterols. Homozygous or compound heterozygous loss of function mutations in either of the ATP-binding cassette (ABC) proteins ABCG5 and ABCG8 explain the increased absorption of plant sterols. Here we report a Swiss index patient with sitosterolaemia, who presented with the classical symptoms of xanthomas, but also had mitral and aortic valvular heart disease. Her management over the last 20 years included a novel therapeutic approach of high-dose cholesterol feeding that was semi-effective. Mutational and extended haplotype analyses showed that our patient shared this haplotype with that of the Amish-Mennonite sitosterolaemia patients, indicating they are related ancestrally.

A frameshift mutation in the cubilin gene (CUBN) in Beagles with Imerslund-Gräsbeck syndrome (selective cobalamin malabsorption).

Mammals are unable to synthesize cobalamin or vitamin B12 and rely on the uptake of dietary cobalamin. The cubam receptor expressed on the intestinal endothelium is required for the uptake of cobalamin from the gut. Cubam is composed of two protein subunits, amnionless and cubilin, which are encoded by the AMN and CUBN genes respectively. Loss-of-function mutations in either the AMN or the CUBN gene lead to hereditary selective cobalamin malabsorption or Imerslund-Gräsbeck syndrome (IGS). We investigated Beagles with IGS and resequenced the whole genome of one affected Beagle at 15× coverage. The analysis of the AMN and CUBN candidate genes revealed a homozygous deletion of a single cytosine in exon 8 of the CUBN gene (c.786delC). This deletion leads to a frameshift and early premature stop codon (p.Asp262Glufs*47) and is, thus, predicted to represent a complete loss-of-function allele. We tested three IGS-affected and 89 control Beagles and found perfect association between the IGS phenotype and the CUBN:c.786delC variant. Given the known role of cubilin in cobalamin transport, which has been firmly established in humans and dogs, our data strongly suggest that the CUBN:c.786delC variant is causing IGS in the investigated Beagles.

XIAP Restricts TNF- and RIP3-Dependent Cell Death and Inflammasome Activation

X-linked inhibitor of apoptosis protein (XIAP) has been identified as a potent regulator of innate immune responses, and loss-of-function mutations in XIAP cause the development of the X-linked lymphoproliferative syndrome type 2 (XLP-2) in humans. Using gene-targeted mice, we show that loss of XIAP or deletion of its RING domain lead to excessive cell death and IL-1β secretion from dendritic cells triggered by diverse Toll-like receptor stimuli. Aberrant IL-1β secretion is TNF dependent and requires RIP3 but is independent of cIAP1/cIAP2. The observed cell death also requires TNF and RIP3 but proceeds independently of caspase-1/caspase-11 or caspase-8 function. Loss of XIAP results in aberrantly elevated ubiquitylation of RIP1 outside of TNFR complex I. Virally infected Xiap−/− mice present with symptoms reminiscent of XLP-2. Our data show that XIAP controls RIP3-dependent cell death and IL-1β secretion in response to TNF, which might contribute to hyperinflammation in patients with XLP-2.