Genome-wide association study of kidney function decline in individuals of European descent.

Genome-wide association studies (GWASs) have identified multiple loci associated with cross-sectional eGFR, but a systematic genetic analysis of kidney function decline over time is missing. Here we conducted a GWAS meta-analysis among 63,558 participants of European descent, initially from 16 cohorts with serial kidney function measurements within the CKDGen Consortium, followed by independent replication among additional participants from 13 cohorts. In stage 1 GWAS meta-analysis, single-nucleotide polymorphisms (SNPs) at MEOX2, GALNT11, IL1RAP, NPPA, HPCAL1, and CDH23 showed the strongest associations for at least one trait, in addition to the known UMOD locus, which showed genome-wide significance with an annual change in eGFR. In stage 2 meta-analysis, the significant association at UMOD was replicated. Associations at GALNT11 with Rapid Decline (annual eGFR decline of 3 ml/min per 1.73 m(2) or more), and CDH23 with eGFR change among those with CKD showed significant suggestive evidence of replication. Combined stage 1 and 2 meta-analyses showed significance for UMOD, GALNT11, and CDH23. Morpholino knockdowns of galnt11 and cdh23 in zebrafish embryos each had signs of severe edema 72 h after gentamicin treatment compared with controls, but no gross morphological renal abnormalities before gentamicin administration. Thus, our results suggest a role in the deterioration of kidney function for the loci GALNT11 and CDH23, and show that the UMOD locus is significantly associated with kidney function decline.Kidney International advance online publication, 10 December 2014; doi:10.1038/ki.2014.361.

Diversité fonctionnelle du facteur de transcription Tbx5 dans le coeur

Le cœur des vertébrés est un organe modulaire qui requiert le " patterning " complexe des champs morphogénétiques cardiogènes et la convergence coordonnée des diverses sous-populations de progéniteurs cardiogéniques. Au moins 7 facteurs de transcription de la famille T-box coopèrent au sein de ces nombreuses sous-populations de progéniteurs cardiogéniques afin de réguler la morphogenèse et l’agencement de multiples structures le long de l’ébauche cardiaque, ce qui explique que les mutations humaines de ces gènes engendrent diverses malformations congénitales cardiaques (MCCs). L’un de ces gènes T-box, Tbx5, dont l’haploinsuffisance génère le syndrome de Holt-Oram (SHO), intervient dans une grande variété de réseaux de régulation géniques (RRGs) qui orchestrent la morphogenèse des oreillettes, du ventricule gauche, de la valve mitrale, des septums inter-auriculaire et inter-ventriculaire, ainsi que du système de conduction cardiaque. La diversité des RRGs impliqués dans la formation de ces structures cardiaques suggère que Tbx5 détient une profusion de fonctions qui ne seront identifiables qu’en répertoriant ses activités moléculaires dans chaque lignée cardiaque examinée isolément. Afin d’aborder cette problématique, une ablation génétique de Tbx5 dans l’endocarde a été réalisée. Cette expérience a démontré le rôle crucial de Tbx5 dans la survie des cellules endocardiques bordant le septum primum et des cardiomyocytes au sein de cette structure embryonnaire qui contribuera à la morphogenèse du septum inter-auriculaire. En outre, cette étude a révélé l’existence d’une communication croisée entre la sous-population de cellules endocardiques Tbx5+ et le myocarde au niveau du septum primum, afin d’assurer la survie des cardiomyocytes, et ultimement de garantir la maturation du septum inter-auriculaire. Nos résultats confirment aussi l’importance de l’interdépendance génétique (Tbx5 et Gata4 ainsi que Tbx5 et Nos3) entre différents loci dans la morphogenèse de la cloison inter-auriculaire, et particulièrement de l’influence que peut avoir l’environnement sur la pénétrance et l’expressivité des communications inter-auriculaires (CIAs) dans le SHO. En outre, puisque les fonctions d’un gène dépendent ordinairement des différents isoformes qu’il peut générer, une deuxième étude a focalisé davantage sur l’aspect transcriptionnel de Tbx5. Cette approche a mené à la découverte de 6 transcrits alternatifs exhibant des fonctions à la fois communes et divergentes. La caractérisation de 2 de ces isoformes a révélé le rôle de l’isoforme long (Tbx5_v1) dans la régulation de la croissance des cardiomyocytes durant la cardiogénèse, tandis que l’isoforme court (Tbx5_v2), préférentiellement exprimé dans le cœur mature, réprime la croissance cellulaire. Il est donc entièrement concevable que les mutations de TBX5 entraînant une troncation de la région C-terminale accroissent la concentration d’une protéine mutée qui, à l’instar de Tbx5_v2, interfère avec la croissance de certaines structures cardiaques. En revanche, la divergence de fonctions de ces isoformes, caractérisée par les disparités de localisation subcellulaire et de d’interaction avec d’autres cofacteurs cardiaques, suggère que les mutations affectant davantage un isoforme favoriseraient l’émergence d’un type particulier de MCC. Finalement, un dernier objectif était d’identifier le ou les mécanisme(s) moléculaire(s) par le(s)quel(s) Tbx5 régule son principal gène cible, Nppa, et d’en extraire les indices qui éclairciraient sa fonction transcriptionnelle. Cet objectif nécessitait dans un premier lieu d’identifier les différents modules cis-régulateurs (MCRs) coordonnant la régulation transcriptionnelle de Nppa et Nppb, deux gènes natriurétiques dont l’organisation en tandem et le profil d’expression durant la cardiogénèse sont conservés dans la majorité des vertébrés. L’approche d’empreinte phylogénétique employée pour scanner le locus Nppb/Nppa a permis d’identifier trois MCRs conservés entre diverses espèces de mammifères, dont un (US3) est spécifique aux euthériens. Cette étude a corroboré que la régulation de l’expression du tandem génique Nppb/Nppa requérait l’activité transcriptionnelle d’enhancers en complément aux promoteurs de Nppa et Nppb. La concordance quasiment parfaite entre les profils d’expression de Tbx5 et de ces deux gènes natriurétiques chez les mammifères, suggère que le gradient d’expression ventriculaire de Tbx5 est interprété par le recrutement de ce facteur au niveau des différents enhancers identifiés. En somme, les études présentées dans cette thèse ont permis de clarifier la profusion de fonctions cardiaques que possède Tbx5. Certaines de ces fonctions émanent de l’épissage alternatif de Tbx5, qui favorise la synthèse d’isoformes dotés de propriétés spécifiques. Les diverses interactions combinatoires entre ces isoformes et d’autres facteurs cardiaques au sein des diverses sous-populations de progéniteurs cardiogènes contribuent à l’émergence de RRGs cardiaques divergents.

Cosegregation analysis of natriuretic peptide genes and blood pressure in the spontaneously hypertensive rat

1. The natriuretic peptide precursor A (Nppa) and B (Nppb) genes are candidate genes for hypertension and cardiac hypertrophy in the spontaneously hypertensive rat (SHR). The purpose of the present study was to determine the role of the Nppa and Nppb genes in the development of hypertension in the SHR. 2. A cohort (n = 162) of F2 segregating intercross animals was established between strains of hypertensive SHR and normotensive Wistar-Kyoto rats. Blood pressure and heart weight were measured in each rat at 12-16 weeks of age. Rats were genotyped using 11 informative microsatellite markers, distributed in the vicinity of the Nppa marker on rat chromosome 5 including an Nppb marker. The phenotype values were compared with genotype using the computer package MAP-MAKER 3.0 (Whitehead Institute, Boston, MA, USA) to determine whether there was a link between the genetic variants of the natriuretic peptide family and blood pressure or cardiac hypertrophy. 3. A strong correlation was observed between the Nppa marker and blood pressure. A quantitative trait locus (QTL) for blood pressure on chromosome 5 was identified between the Nppa locus and the D5Mgh15 marker, less than 2 cM from the Nppa locus. The linkage score for the blood pressure QTL on chromosome 5 was 3.8 and the QTL accounted for 43% of the total variance of systolic blood pressure, 54% of diastolic blood pressure and 59% of mean blood pressure. No association was found between the Nppb gene and blood pressure. This is the first report of linkage between the Nppa marker and blood pressure in the rat. There was no correlation between the Nppa or Nppb genes or other markers in this region and either heart weight or left ventricular weight in F2 rats. 4. These findings suggest the existence of a blood pressure-dependent Nppa marker variant or a gene close to Nppa predisposing to spontaneous hypertension in the rat. It provides a strong foundation for further detailed genetic studies in congenic strains, which may help to narrow down the location of this gene and lead to positional cloning.