Важке ожиріння та нецукровий діабет у пацієнта з дефіцитом PCSK1 ☆

Грем Р. Франк

Дитячий медичний центр Коена, Відділ дитячої ендокринології, Нью-Гайд-Парк, Нью-Йорк 11042, США

Джойс Фокс

b Дитячий медичний центр Коена, Відділ генетики людини, Нью-Гайд-Парк, Нью-Йорк, 11042, США

Нінфа Кандела

c Дитячий медичний центр Коена, Відділ дитячої гастроентерології, Нью-Гайд-Парк, Нью-Йорк 11042, США

Зоріца Йованович

d Кембриджський університет метаболічних досліджень, Інститут метаболічних наук, лікарня Адденбрука, Кембридж CB2 2QQ, Великобританія

Олена Бочукова

Єремія Левін

c Дитячий медичний центр Коена, Відділ дитячої гастроентерології, Нью-Гайд-Парк, Нью-Йорк 11042, США

Пітер Р. Папенгаузен

Національний директор, цитогенетика, Лабораторна корпорація Америки, Парк дослідницьких трикутників, NC 27709, США

Стівен О'Рахіллі

І. Садаф Фарукі

Анотація

Несинонімічні мутації, що зачіпають обидва алелі PCSK1 (пропротеїнова конвертаза 1/3), пов’язані з ожирінням та порушенням переробки гормону. Ми повідомляємо про пробанд, який був складеним гетерозиготним за успадкованою матір’ю мутацією зсуву фрейму та делецією 474 кб по батькові, яка охоплює PCSK1, представляючи новий генетичний механізм, що лежить в основі цього фенотипу. Хоча про-вазопресин не є відомим фізіологічним субстратом PCSK1, розвиток центрального нецукрового діабету в цьому пробанді свідчить про те, що дефіцит PCSK1 може бути пов'язаний з порушенням осморегуляції.

1. Вступ

Пропротеїнові конвертази (ПК) - це сімейство серинових ендопротеаз, які розщеплюють неактивні пропептиди до біологічно активних пептидів [1]. Два члени сім'ї, пропротеїн конвертаза субтилізин/кексин типів 1 і 2 (PCSK1 і PCSK2) селективно експресуються в нейроендокринних тканинах, де вони розщеплюють широкий, але специфічний набір прогормонів, включаючи про-опіомеланокортин (POMC), протіротропін-вивільняючий гормон (TRH), проінсулін, проглюкагон та прогонадотропін-рилізинг-гормон (GnRH) [2–9]. Раніше повідомлялося про вроджений дефіцит PCSK1 у трьох не пов’язаних між собою пробандів з важкою гіперпроінсулінемією, мальабсорбтивною діареєю, гіпогонадотропним гіпогонадизмом, частковими центральними дефектами осей наднирників та щитовидної залози та важким ожирінням [10–12]. Принаймні деякі з цих фенотипів можна пояснити відомим або передбачуваним залученням PCSK1 до переробки проінсуліну, проопіомеланокортину, проглюкагону, proGnRH та proTRH [1]. Ми описуємо четвертого пацієнта з дефіцитом PCSK1, фенотип якого, крім вищезазначеного, включав центральний нецукровий діабет.

2. Дизайн і методи дослідження

Пряме нуклеотидне секвенування гена PCSK1 проводили, як повідомлялося раніше [10]. Аналіз мікрочипів SNP проводили за допомогою платформи Affymetrix 6.0 із використанням 500 нг загальної геномної ДНК. Дані аналізували за допомогою браузера Affymetrix Genotyping Console Browser v.3.01. Мультиплексні лігатурно-незалежні зондові ампліфікаційні зонди (MLPA) в геновій області PCSK1 (chr5: 95751875-95774445) були розроблені відповідно до рекомендацій MRC-Holland (Нідерланди) (http://www.mlpa.com/), і послідовності доступні на запит. MLPA Гібридизація, лігування та ПЛР проводили з використанням 200 нг геномної ДНК та набору SALSA-MLPA (MRC-Holland, Нідерланди), відповідно до інструкцій виробника. Продукти ПЛР MLPA (1 мкл) змішували з 0,5 мкл стандарту розміру GeneScan ™ -500 ROX ™ (Applied Biosystems, Великобританія) та 10 мкл формаміду HiDi (Applied Biosystems, Великобританія) та розділяли на генетичному аналізаторі ABI 3130 (Applied Biosystems)., Великобританія) та дані електрофорезу, отримані за допомогою програмного забезпечення GeneMapper v4.0 (Applied Biosystems, Великобританія).

3. Результати

З 12 місяців почався швидкий набір ваги, незважаючи на очевидну середню норму споживання калорій

70 ккал/кг/добу. Деякі тверді продукти вперше були введені приблизно через 14 місяців, і це призвело до поліпшення консистенції стільця та рідшої діареї. До 24 місяців дитина страждала ожирінням (рис. 1 А). Формула на основі амінокислот була припинена у віці 3 років.

A. Графік зростання пробанда, що демонструє помітну невдачу у розвитку протягом перших 2 місяців; стабілізація збільшення ваги з 2 місяців (із введенням парентерального харчування та формули на основі амінокислот) та надмірне збільшення ваги з 1 року. В. Родинне дерево з хроматограмами. Дикий тип (Wt); видалення (del). C. Підтвердження MLPA щодо видалення 474 кб 5q15-q15 (95669703-96143955). Сліди MLPA пацієнта червоним кольором накладені на контрольні сліди MLPA чорним кольором. Зонди MLPA для генів у регіоні, що цікавить, детально описані нижче. Два зонди MLPA розташовані в гені PCSK1 і видаляються у пацієнта (стрілки), а два знаходяться по обидва боки від видаленої області хромосоми 5q15 (дистальний та проксимальний зонди), і вони ідентичні нормальному контроль.

4. Обговорення

Ми описуємо четвертого пацієнта з дефіцитом PCSK1 внаслідок поєднання успадкованої від матері мутації зсуву фрейму, що веде до передчасної зупинки та батьківської делеції хромосоми 5, що охоплює PCSK1 та два сусідні гени. Цей пацієнт суттєво відрізняється від трьох попередніх випадків, серед яких усі включали гомозиготність або складену гетерозиготність щодо місенс-мутацій або мутацій сайтів зрощування [10–12]. У цьому випадку один алель був видалений, а другий порушений вставкою 91 амінокислоти з подальшим передчасним стоп-кодоном, що відбувається в каталітичному домені. Хоча деяка залишкова ферментативна активність PCSK1 могла існувати у трьох раніше повідомлених випадках, представляється дуже ймовірним, що цей пацієнт представляє нульовий фенотип PCSK1.

Розвиток центрального нецукрового діабету у нашого пацієнта свідчить про те, що PCSK1 може брати участь у повному функціонуванні або центральному відчутті осмоляльності у людини. Чи це пов’язано з невдачею обробки провазопресину або якимось іншим порушенням осморецепції чи виробленням або вивільненням вазопресину, невідомо. Вазопресин синтезується в нейронах гіпоталамусу, що експресують як PCSK1, так і PCSK2 [5]. У мишей як PCSK1, так і PCSK2 беруть участь у переробці про-вазопресину у вазопресин, припускаючи, що ступінь надмірності може існувати in vivo [6,14,15]. У підсумку ми повідомляємо про четвертого пацієнта з дефіцитом PCSK1. Виявлення нецукрового діабету у цього пацієнта та клінічні особливості, що свідчать про цей діагноз, у одного пацієнта, про який ми раніше повідомляли [12], свідчать про те, що цю потенційно клінічно значущу та лікувальну патологію слід шукати у майбутніх пацієнтів із цим синдромом.

Конфлікт інтересів

Жоден з авторів не має конфлікту інтересів.

Подяки

ISF та SOR підтримали Wellcome Trust, Центр MRC з ожирінням та супутніми розладами та Кембриджський біомедичний дослідницький центр Великобританії NIHR.

Виноски

Article Це стаття з відкритим доступом, що розповсюджується на умовах ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike, яка дозволяє некомерційне використання, розповсюдження та відтворення на будь-якому носії за умови зарахування оригінального автора та джерела.