Investigation of pathomechanisms of Borjeson-Forssman-Lehmann syndrome
Final Report Abstract
Pathogene Varianten im PHD finger protein 6 (PHF6) sind ursächlich für das Borjeson- Forssman-Lehmann-Synrom (BFLS), eine X-chromosomale Entwicklungsstörung, die sich variabel sowohl im männlichen als auch im weiblichen Geschlecht manifestiert. Um die Mechanismen hinter den überlappenden aber auch spezifischen klinischen Aspekten zwischen und innerhalb der Geschlechter zu charakterisieren, untersuchten wir die Konsequenzen verschiedener Mutationen mittels Struktur-Modellierung und molekularen Methoden. Wir fanden Hinweise darauf, dass de novo Varianten in PHF6, die bei Frauen gefunden wurden, schwerere Effekte haben und zu einem Verlust/Abbau von PHF6 führen. PHF6 Varianten, die bei Jungen/Männern gefunden werden, scheinen eher hypomorph zu sein oder einen schwächeren Effekt auf die Proteinstabilität zu haben. Dies könnte zu den unterschiedlichen Phänotypen zwischen männlichen und weiblichen Betroffenen mit einem BFLS beitragen. Ausserdem verwendeten wir die CRISPR/Cas9-Methode, um einen knockout von PHF6 in der SK-N-BE (2) Neuroblastom-Zelllinie zu induzieren. Diese wurden anschliessend zu Neuronenähnlichen Zellen differenziert, um die neuronalen Konsequenzen eines Verlusts von PHF6 zu modellieren. Transkriptom-Analysen an diesen Zellen ergaben eine breite Deregulation von Genen, die an der Chromatin- und Transkriptionsregulation sowie an der axonalen und neuronalen Entwicklung beteiligt sind. Wir konnten tatsächlich zeigen, dass PHF6 für die Proliferation von Neuronen, das Neuriten-Wachstum und die Migration erforderlich ist. Eine Beeinträchtigung dieser Prozesse könnte daher zu den kognitiven Phänotypen beim BFLS beitragen. Zusätzlich konnten im Rahmen einer internationalen Kooperation de novo Mutationen in MED12, einem anderen, bisher vor allem mit X-chromosomal rezessiven Entwicklungsstörungen assoziierten Gen, bei 18 Mädchen/Frauen mit unterschiedlichen syndromalen Krankheitsbildern nachgewiesen werden. Trunkierende, C-terminale Varianten führten zu einer schweren geistigen Behinderung, fazialen Dysmorphien, Kleinwuchs sowie skelettalen und anderen Anomalien, während de novo Missense-Varianten zu einem unspezifischeren Bild mit schwerer geistigen Behinderung, austistischen Zügen und limitierter Sprache führten.
Publications
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Central nervous system anomalies in two females with Borjeson-Forssman-Lehmann syndrome. Epilepsy Behav. 2017 Apr;69:104-109
Kasper BS, Dörfler A, Di Donato N, Kasper EM, Wieczorek D, Hoyer J, Zweier C
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X-chromosomale Entwicklungsstörungen im weiblichen Geschlecht. Medizinische Genetik, Ausgabe 3/2018
Fliedner A, Zweier C
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Loss of PHF6 leads to aberrant development of human neuron-like cells. Scientific Reports 10, 19030 (2020)
Fliedner A, Gregor A, Ferrazzi F, Ekici AB, Sticht H, Zweier C
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De novo variants in MED12 cause X-linked syndromic neurodevelopmental disorders in 18 females. Genetics in Medicine
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