scholarly journals Early-onset autoimmunity associated with SOCS1 haploinsufficiency

2020 ◽  
Vol 11 (1) ◽  
Author(s):  
Jérôme Hadjadj ◽  
Carla Noemi Castro ◽  
Maud Tusseau ◽  
Marie-Claude Stolzenberg ◽  
Fabienne Mazerolles ◽  
...  

Abstract Autoimmunity can occur when a checkpoint of self-tolerance fails. The study of familial autoimmune diseases can reveal pathophysiological mechanisms involved in more common autoimmune diseases. Here, by whole-exome/genome sequencing we identify heterozygous, autosomal-dominant, germline loss-of-function mutations in the SOCS1 gene in ten patients from five unrelated families with early onset autoimmune manifestations. The intracellular protein SOCS1 is known to downregulate cytokine signaling by inhibiting the JAK-STAT pathway. Accordingly, patient-derived lymphocytes exhibit increased STAT activation in vitro in response to interferon-γ, IL-2 and IL-4 that is reverted by the JAK1/JAK2 inhibitor ruxolitinib. This effect is associated with a series of in vitro and in vivo immune abnormalities consistent with lymphocyte hyperactivity. Hence, SOCS1 haploinsufficiency causes a dominantly inherited predisposition to early onset autoimmune diseases related to cytokine hypersensitivity of immune cells.

Blood ◽  
2003 ◽  
Vol 102 (9) ◽  
pp. 3311-3313 ◽  
Author(s):  
Daniela Ungureanu ◽  
Sari Vanhatupa ◽  
Noora Kotaja ◽  
Jie Yang ◽  
Saara Aittomäki ◽  
...  

AbstractSignal transducer and activator of transcription 1 (STAT1) is a critical mediator of interferon-γ (IFN-γ)–induced transcription that is regulated through posttranslational modifications and through transacting proteins such as protein inhibitor of activated STAT1 (PIAS1). PIAS proteins have been shown to function as E3-type small ubiquitin-like modifier (SUMO) ligases, and sumoylation has been identified as a modulatory mechanism for several transcription factors. Here we show that STAT1 is subject to SUMO-1 modification, and sumoylation occurs in vivo and in vitro at a single, evolutionary conserved amino acid residue Lys703. Members of the PIAS family of proteins were found to strongly stimulate sumoylation of STAT1. Furthermore, activation of STAT1 by IFN-γ or pervanadate induced SUMO-1 conjugation. Mutation of Lys703 in STAT1 resulted in increased IFN-γ–mediated transactivation, suggesting a negative regulatory function for sumoylation. These results indicate that STAT1 is covalently modified by SUMO-1 in cytokine signaling and that PIAS proteins promote SUMO-1 conjugation to STAT1.


2021 ◽  
Vol 7 (1) ◽  
Author(s):  
Bo Shu ◽  
Ying-Xia Zhou ◽  
Hao Li ◽  
Rui-Zhi Zhang ◽  
Chao He ◽  
...  

AbstractPro-inflammatory M1 macrophages, via activating hepatic stellate cells, contribute to liver fibrosis. In this study, we examined the mechanism and the significance of a signaling axis, METTL3/MALAT1/PTBP1/USP8/TAK1, in regulating pyroptosis and M1 polarization of hepatic macrophages. Liver fibrosis model was established in vivo by CCl4 treatment; M1 polarization was induced in vitro by treating macrophages with lipopolysaccharide or interferon γ. Expressions of METTL3, MALAT1, PTBP1, USP8, and TAK1 were measured by RT-PCR and/or Western blot in Kupffer cells (KCs) isolated from in vivo model or in vitro activated macrophages. Macrophage phenotypes including inflammation (RT-qPCR analysis of a panel of proinflammatory cytokines and ELISA on productions of interleukin (IL)−1β and IL-18) and pyroptosis (Western blot of NLRP3, Caspase-1, and GSDMD) were investigated. The impact of METTL3 on m6A methylation of MALAT1 was examined by methylated RNA immunoprecipitation (RIP), the interaction between PTBP1 and MALAT1 or USP8 mRNA by combining RNA pull-down, RIP, and RNA stability assays, and the crosstalk between USP8 and TAK1 by co-immunoprecipitation and protein degradation assays. Functional significance of individual component of METTL3/MALAT1/PTBP1/USP8/TAK1 axis was assessed by combining gain-of-function and loss-of-function approaches. In KCs isolated from in vivo liver fibrosis model or in vitro M1-polarized macrophages, METTL3 was up-regulated, and sequentially, it increased MALAT1 level via m6A methylation, which promoted USP8 mRNA degradation through the interaction with PTBP1. Reduced USP8 expression regulated the ubiquitination and protein stability of TAK1, which promoted pyroptosis and inflammation of macrophages. The signaling cascade METTL3/MALAT1/PTBP1/USP8/TAK1, by essentially stimulating pyroptosis and inflammation of macrophages, aggravates liver fibrosis. Therefore, targeting individual components of this axis may benefit the treatment of liver fibrosis.


2021 ◽  
Author(s):  
Γεώργιος Κελλάρης

Εισαγωγή: Οι νευρο-αναπτυξιακές ασθένειες, αποτελούν μια γενική κατηγορία ασθενειών οι οποίες σχετίζονταιμε την διαταραχή της ανάπτυξης και εύρυθμης λειτουργίας του εγκεφάλου και έχουν αρνητικές επιπτώσεις στηνοητική και συμπεριφορική λειτουργία των ασθενών. Οι ασθένειες αυτές εμφανίζουν μεγάλη κλινική και γενετικήετερογένεια καθώς περιλαμβάνουν συνδρομικές και μη συνδρομικές μορφές, συχνά δυσδιάκριτες που καθιστούνδύσκολη τη κλινική γενετική εκτίμηση και διάγνωση. Κατά συνέπεια, πολλές από αυτές τις περιπτώσειςπαραμένουν αδιάγνωστες και απαιτούν περαιτέρω διερεύνηση. Η αξιοποίηση των νέων τεχνολογιών όπως οΜοριακός Καρυότυπος (array-CGH) αλλά και η αλληλούχιση επόμενης γενιάς έχουν συμβάλει στην ανίχνευσηυποχρωμοσωμικών γενωμικών αναδιατάξεων και σημειακών παραλλαγών και στη ταυτοποίηση νέων γονιδίωνκαι παραλλαγών που μπορεί να συμβάλουν στο παρατηρούμενο φαινότυπο. Ταυτόχρονα, η αξιοποίησηπειραματικών ζωικών μοντέλων, όπως το zebrafish, έχει δειχθεί ότι μπορεί να συμβάλλει σημαντικά στηπροσπάθεια για τη κατανόηση των μοριακών και κυτταρικών διαδικασιών που σχετίζονται με την εμφάνισησυγκεκριμένων φαινοτύπων και το χαρακτηρισμό της παθογένειας των παραλλαγών που ανιχνεύονται στουςασθενείς.Σκοπός της μελέτης: Η παρούσα μελέτη επικεντρώνεται στη γενετική διερεύνηση ασθενών μενευροαναπτυξιακά και συγγενή νοσήματα, με αξιοποίηση των τεχνολογιών όπως ο Μοριακός Καρυότυπος(array-CGH) και η αλληλούχιση επόμενης γενιάς (Whole Exome Sequencing). Ταυτόχρονα, σε συνεργασία μεδιεθνώς αναγνωρισμένα Πανεπιστήμια του εξωτερικού αξιοποιήθηκε το πειραματικό ζωικό μοντέλο zebrafishγια τη μοντελοποίηση σπάνιων περιπτώσεων ασθενών με νευροαναπτυξιακά νοσήματα.Υλικό και μέθοδος: Υλικό του πρώτου μέρους της μελέτης, αποτέλεσε μια κοόρτη 97 ασθενών με σύνθετανευρο-αναπτυξιακά και συγγενή νοσήματα, όπως αλλαγές στο μέγεθος της κεφαλής (μικροκεφαλία, ήμακροκεφαλία), σε συνδυασμό με άλλα νευρο-αναπτυξιακά συμπτώματα. Για το πρώτο μέρος της μελέτηςαξιοποιήθηκαν o Μοριακός Καρυότυπος (array-CGH) και η αλληλούχιση επόμενης γενιάς (Whole ExomeSequencing). Υλικό του δεύτερου μέρους της μελέτης, αποτέλεσαν 2 αδέλφια αρσενικού γένους με νοητικήυστέρηση, μακροκεφαλία και πρόβλημα στην άρθρωση. Για το δεύτερο μέρος της μελέτης αξιοποιήθηκε τοπειραματικό ζωικό μοντέλο zebrafish για τη μοντελοποίηση των παραλλαγών που ανιχνεύθηκαν στους δύοασθενείς. Υλικό του τρίτου μέρους της μελέτης, αποτέλεσαν 7 ασθενείς από τρεις διαφορετικές οικογένειες,κλινικά χαρακτηριστικά όπως εντερική δυσλειτουργία και νευρολογικά συμπτώματα που παραπέμπουν σεδιάγνωση μιτοχονδριακής νευρο-εντερικής εγκεφαλο-μυοπάθειας. Για το τρίτο μέρος της μελέτης, αξιοποιήθηκαντο πειραματικό μοντέλο zebrafish και κυτταρολογικές μεθοδολογίες για τη μελέτη της λειτουργικότητας τωνμιτοχονδρίων για τη ταυτοποίηση ενός νέου υποψήφιου γονιδίου που σχετίζεται με την εμφάνιση τωνφαινοτύπων στους ασθενείς.Αποτελέσματα: Στο πρώτο μέρος της μελέτης, η χρωμοσωμική ανάλυση μικρο-συστοιχειών οδήγησε στηνανίχνευση παθολογικών και άγνωστης κλινικής σημασίας CNVs σε 31/75 άτομα που εξετάσθηκαν (41%). Απότο σύνολο των 45 CNVs που ανιχνεύθηκαν τα 29/45 (64%) αφορούσαν ελλείματα (deletions), τα 15/45 (33%)αφορούσαν διπλασιασμούς (duplications), ενώ παρατηρήθηκε και ένας τριπλασιασμός 1/45 (2%). Σε 13/75άτομα (17%) τα CNVs χαρακτηρίστηκαν ως παθογενή και σε 18/75 άτομα (24%) χαρακτηρίστηκαν ως άγνωστηςκλινικής σημασίας και χρήζουν περαιτέρω διερεύνησης. Ταυτόχρονα, η αλληλούχιση επόμενης γενιάς ανίχνευσε παθολογικές ή πιθανώς παθολογικές παραλλαγές σε γονίδια που σχετίζονται με την εμφάνιση κάποιου νευροαναπτυξιακού σύνδρομου, σε 39/95 άτομα (40.43%), ενώ σε 2/95 άτομα (2.13%) παρατηρήθηκανπαραλλαγές που άγνωστης κλινικής σημασίας σε γονίδια που προκαλούν κάποιο νευρο-αναπτυξιακό σύνδρομο. Από την άλλη πλευρά, σε 27/95 άτομα (28.7%) δεν ανιχνεύθηκε παραλλαγή σε κάποιο γονίδιο που έχει καταγραφεί ως τη προετοιμασία της παρούσας εργασίας να οδηγεί σε κάποιο γνωστό νευρο-αναπτυξιακό σύνδρομο και καταγράφηκαν ως αρνητικά (negative).Στο δεύτερο μέρος της μελέτης, αξιοποίηση της τεχνολογίας αλληλούχισης επόμενης γενιάς (Quad-basedwholeexome sequencing) επέτρεψε την ταυτοποίηση της μη-συνώνυμης παραλλαγής p.R79K στο γονίδιοDDX3X. Η παραλλαγή ανιχνεύθηκε στο δείγμα και των δύο ασθενών, ενώ η γενετική ανάλυση επιβεβαίωσε ότιη παραλλαγή κληρονομήθηκε από την ασυμπτωματική μητέρα (μητρικής προέλευσης), ενώ δεν ταυτοποιήθηκεκάποιο άλλο παθολογικό εύρημα. Στη συνέχεια, για να εξεταστεί η πιθανή συσχέτιση της παραλλαγή με τονφαινότυπο των ασθενών, αξιοποιήσαμε το πειραματικό μοντέλο danio rerio (zebrafish). Μελέτη τηςλειτουργικότητας της DDX3X με το zebrafish έδειξε ότι η παραλλαγή p.R79K οδηγεί σε απώλεια λειτουργίας(Loss of function) και είναι υπομορφική (hypomorphic).Στο τρίτο μέρος της μελέτης συμμετείχαν 7 ασθενείς από τρεις διαφορετικές οικογένειες, με κλινικά ευρήματαόπως εντερική δυσλειτουργία και νευρολογικά συμπτώματα που παραπέμπουν σε διάγνωση μιτοχονδριακήςνευρο-εντερικής εγκεφαλο-μυοπάθειας. Ανάλυση των κωδικών περιοχών του γενωμικού DNA με αλληλούχισηεπόμενης γενιάς (Whole exome sequencing), ανίχνευσε παραλλαγές σε ένα νέο γονίδιο, LIG3, το οποίο δεν έχειχαρακτηριστεί ως υπεύθυνο για την εμφάνιση κάποιας ασθένειας. Αξιοποίηση in vitro μεθοδολογιών με χρήσηκυττάρων απομονωμένα από ασθενείς έδειξε μειωμένα επίπεδα της πρωτεΐνης LIG3 ενώ μειωμένη ήταν και ηενεργότητα της λιγάσης. Παράλληλα, η δυσλειτουργία του LIG3 είχε αρνητική επίδραση στη συντήρηση τουμιτοχονδριακού DNA, με αποτέλεσμα την μείωση των επιπέδων μιτοχονδριακού DNA, χωρίς την παρουσίαπολλαπλών ελλείψεων που είναι χαρακτηριστικό άλλων μιτοχονδριακών ασθενειών. Έτσι, είναι πιθανό ηπαρατηρούμενη μιτοχονδριακή δυσλειτουργία να είναι υπεύθυνη για τη παρατηρούμενη παθολογία στουςασθενείς. In vivo λειτουργικές μελέτες με χρήση του πειραματικού μοντέλου danio rerio (zebrafish) έδειξαν ότι ηδυσλειτουργία του lig3 μπορεί να οδηγήσει σε παθολογικούς φαινοτύπους του εγκεφάλου και του εντέρου, σεαντιστοιχία με αυτούς που παρατηρήθηκαν στους ασθενείς.Συζήτηση/συμπεράσματα: Η αξιοποίηση των σύγχρονων τεχνολογιών όπως o Μοριακός Καρυότυπος και ηαληλούχιση επόμενης γενιάς (Whole Exome Sequencing) επιτρέπουν τη γρήγορη και ακριβέστερή διάγνωση καιτη καλύτερη συσχέτιση φαινοτύπου/γονοτύπου και κατά συνέπεια την ορθότερη και πιο ολοκληρωμένη γενετικήσυμβουλευτική. Όταν είναι δυνατό, η αξιοποίηση in vitro μεθοδολογιών για τη περαιτέρω διερεύνηση τωνμοριακών μηχανισμών που σχετίζονται με το παρατηρούμενο φαινότυπο αλλά και πειραματικών ζωικώνμοντέλων όπως το zebrafish μπορεί να συμβάλλει στη ταυτοποίηση νέων γονιδίων και το χαρακτηρισμό τωνπαραλλαγών που ανιχνεύονται σε αυτά.


Cells ◽  
2020 ◽  
Vol 9 (4) ◽  
pp. 915 ◽  
Author(s):  
Esther Fousert ◽  
René Toes ◽  
Jyaysi Desai

Following fifteen years of research, neutrophil extracellular traps (NETs) are widely reported in a large range of inflammatory infectious and non-infectious diseases. Cumulating evidences from in vitro, in vivo and clinical diagnostics suggest that NETs may play a crucial role in inflammation and autoimmunity in a variety of autoimmune diseases, such as rheumatoid arthritis (RA), systemic lupus erythematosus (SLE) and anti-neutrophil cytoplasmic antibodies (ANCA)-associated vasculitis (AAV). Most likely, NETs contribute to breaking self-tolerance in autoimmune diseases in several ways. During this review, we discuss the current knowledge on how NETs could drive autoimmune responses. NETs can break self-tolerance by being a source of autoantigens for autoantibodies found in autoimmune diseases, such as anti-citrullinated protein antibodies (ACPAs) in RA, anti-dsDNA in SLE and anti-myeloperoxidase and anti-protein 3 in AAV. Moreover, NET components could accelerate the inflammatory response by mediating complement activation, acting as danger-associated molecular patterns (DAMPs) and inflammasome activators, for example. NETs also can activate other immune cells, such as B cells, antigen-presenting cells and T cells. Additionally, impaired clearance of NETs in autoimmune diseases prolongs the presence of active NETs and their components and, in this way, accelerate immune responses. NETs have not only been implicated as drivers of inflammation, but also are linked to resolution of inflammation. Therefore, NETs may be central regulators of inflammation and autoimmunity, serve as biomarkers, as well as promising targets for future therapeutics of inflammatory autoimmune diseases.


BMC Cancer ◽  
2021 ◽  
Vol 21 (1) ◽  
Author(s):  
Chengwu Xiao ◽  
Wei Zhang ◽  
Meimian Hua ◽  
Huan Chen ◽  
Bin Yang ◽  
...  

Abstract Background The tripartite motif (TRIM) family proteins exhibit oncogenic roles in various cancers. The roles of TRIM27, a member of the TRIM super family, in renal cell carcinoma (RCC) remained unexplored. In the current study, we aimed to investigate the clinical impact and roles of TRIM27 in the development of RCC. Methods The mRNA levels of TRIM27 and Kaplan–Meier survival of RCC were analyzed from The Cancer Genome Atlas database. Real-time PCR and Western blotting were used to measure the mRNA and protein levels of TRIM27 both in vivo and in vitro. siRNA and TRIM27 were exogenously overexpressed in RCC cell lines to manipulate TRIM27 expression. Results We discovered that TRIM27 was elevated in RCC patients, and the expression of TRIM27 was closely correlated with poor prognosis. The loss of function and gain of function results illustrated that TRIM27 promotes cell proliferation and inhibits apoptosis in RCC cell lines. Furthermore, TRIM27 expression was positively associated with NF-κB expression in patients with RCC. Blocking the activity of NF-κB attenuated the TRIM27-mediated enhancement of proliferation and inhibition of apoptosis. TRIM27 directly interacted with Iκbα, an inhibitor of NF-κB, to promote its ubiquitination, and the inhibitory effects of TRIM27 on Iκbα led to NF-κB activation. Conclusions Our results suggest that TRIM27 exhibits an oncogenic role in RCC by regulating NF-κB signaling. TRIM27 serves as a specific prognostic indicator for RCC, and strategies targeting the suppression of TRIM27 function may shed light on future therapeutic approaches.


2021 ◽  
Vol 133 ◽  
pp. 111057
Author(s):  
Chin-Shan Kuo ◽  
Cheng-Yu Yang ◽  
Chih-Kung Lin ◽  
Gu-Jiun Lin ◽  
Huey-Kang Sytwu ◽  
...  

2021 ◽  
Vol 26 (1) ◽  
Author(s):  
Guoying Zhang ◽  
Cheng Xue ◽  
Yiming Zeng

Abstract Background We have previously found that β-elemene could inhibit the viability of airway granulation fibroblasts and prevent airway hyperplastic stenosis. This study aimed to elucidate the underlying mechanism and protective efficacy of β-elemene in vitro and in vivo. Methods Microarray and bioinformatic analysis were used to identify altered pathways related to cell viability in a β-elemene-treated primary cell model and to construct a β-elemene-altered ceRNA network modulating the target pathway. Loss of function and gain of function approaches were performed to examine the role of the ceRNA axis in β-elemene's regulation of the target pathway and cell viability. Additionally, in a β-elemene-treated rabbit model of airway stenosis, endoscopic and histological examinations were used to evaluate its therapeutic efficacy and further verify its mechanism of action. Results The hyperactive ILK/Akt pathway and dysregulated LncRNA-MIR143HG, which acted as a miR-1275 ceRNA to modulate ILK expression, were suppressed in β-elemene-treated airway granulation fibroblasts; β-elemene suppressed the ILK/Akt pathway via the MIR143HG/miR-1275/ILK axis. Additionally, the cell cycle and apoptotic phenotypes of granulation fibroblasts were altered, consistent with ILK/Akt pathway activity. In vivo application of β-elemene attenuated airway granulation hyperplasia and alleviated scar stricture, and histological detections suggested that β-elemene's effects on the MIR143HG/miR-1275/ILK axis and ILK/Akt pathway were in line with in vitro findings. Conclusions MIR143HG and ILK may act as ceRNA to sponge miR-1275. The MIR143HG/miR-1275/ILK axis mediates β-elemene-induced cell cycle arrest and apoptosis of airway granulation fibroblasts by modulating the ILK/Akt pathway, thereby inhibiting airway granulation proliferation and ultimately alleviating airway stenosis.


2001 ◽  
Vol 193 (11) ◽  
pp. 1295-1302 ◽  
Author(s):  
Megan K. Levings ◽  
Romina Sangregorio ◽  
Maria-Grazia Roncarolo

Active suppression by T regulatory (Tr) cells plays an important role in the downregulation of T cell responses to foreign and self-antigens. Mouse CD4+ Tr cells that express CD25 possess remarkable suppressive activity in vitro and in autoimmune disease models in vivo. Thus far, the existence of a similar subset of CD25+CD4+ Tr cells in humans has not been reported. Here we show that human CD25+CD4+ Tr cells isolated from peripheral blood failed to proliferate and displayed reduced expression of CD40 ligand (CD40L), in response to T cell receptor–mediated polyclonal activation, but strongly upregulated cytotoxic T lymphocyte–associated antigen (CTLA)-4. Human CD25+CD4+ Tr cells also did not proliferate in response to allogeneic antigen-presenting cells, but they produced interleukin (IL)-10, transforming growth factor (TGF)-β, low levels of interferon (IFN)-γ, and no IL-4 or IL-2. Importantly, CD25+CD4+ Tr cells strongly inhibited the proliferative responses of both naive and memory CD4+ T cells to alloantigens, but neither IL-10, TGF-β, nor CTLA-4 seemed to be directly required for their suppressive effects. CD25+CD4+ Tr cells could be expanded in vitro in the presence of IL-2 and allogeneic feeder cells and maintained their suppressive capacities. These findings that CD25+CD4+ Tr cells with immunosuppressive effects can be isolated from peripheral blood and expanded in vitro without loss of function represent a major advance towards the therapeutic use of these cells in T cell–mediated diseases.


2021 ◽  
Vol 12 (1) ◽  
Author(s):  
Jie Wang ◽  
Zhiwei He ◽  
Jian Xu ◽  
Peng Chen ◽  
Jianxin Jiang

AbstractAn accumulation of evidence indicates that long noncoding RNAs are involved in the tumorigenesis and progression of pancreatic cancer (PC). In this study, we investigated the functions and molecular mechanism of action of LINC00941 in PC. Quantitative PCR was used to examine the expression of LINC00941 and miR-335-5p in PC tissues and cell lines, and to investigate the correlation between LINC00941 expression and clinicopathological features. Plasmid vectors or lentiviruses were used to manipulate the expression of LINC00941, miR-335-5p, and ROCK1 in PC cell lines. Gain or loss-of-function assays and mechanistic assays were employed to verify the roles of LINC00941, miR-335-5p, and ROCK1 in PC cell growth and metastasis, both in vivo and in vitro. LINC00941 and ROCK1 were found to be highly expressed in PC, while miR-335-5p exhibited low expression. High LINC00941 expression was strongly associated with larger tumor size, lymph node metastasis, and poor prognosis. Functional experiments revealed that LINC00941 silencing significantly suppressed PC cell growth, metastasis and epithelial–mesenchymal transition. LINC00941 functioned as a molecular sponge for miR-335-5p, and a competitive endogenous RNA (ceRNA) for ROCK1, promoting ROCK1 upregulation, and LIMK1/Cofilin-1 pathway activation. Our observations lead us to conclude that LINC00941 functions as an oncogene in PC progression, behaving as a ceRNA for miR-335-5p binding. LINC00941 may therefore have potential utility as a diagnostic and treatment target in this disease.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document