CEL: Trzy rodzinne przypadki każdej z ciężkich wrodzonych neutropenii (SCN) i cyklicznej neutropenii (CN) oraz 3 sporadyczne przypadki SCN zostały przeanalizowane pod kątem mutacji genu elastazy neutrofilowej (Ela2). mutacji genu elastazy neutrofilowej (Ela2). Zawartość specyficznych dla neutrofili białek ziarnistości katelicydyny peptydu przeciwdrobnoustrojowego i i lipokaliny związanej z żelatynazą neutrofili. METODY: Genomowe DNA ekstrahowano z krwi obwodowej lub szpiku kostnego pacjentów. szpiku kostnego, a sekwencję kodującą genu Ela2 amplifikowano za pomocą reakcji łańcuchowej polimerazy łańcuchową i poddano bezpośredniemu sekwencjonowaniu. Zawartość peptydów przeciwdrobnoustrojowych peptydów przeciwdrobnoustrojowych analizowano za pomocą cytometrii przepływowej. WYNIKI: Trzy przypadki rodzinnej SCN (P13L, R52P i S97L), 2 przypadki rodzinnej CN (W212stop i P110L) oraz 1 sporadyczny SCN (V72M) miały heterozygotyczne mutacje w SCN. heterozygotyczne mutacje w genie Ela2. W212stop znaleziony w rodzinnym przypadku CN była nową mutacją Ela2. Leczenie profilaktyczne czynnikami wzrostu lub antybiotyków przeciwko infekcjom bakteryjnym było przydatne do obniżenia częstości epizodów zakaźnych. Dorośli pacjenci mieli tendencję do rzadszych zakażenia w porównaniu z nieletnimi w tej samej rodzinie. Zawartość obu zarówno peptydu przeciwdrobnoustrojowego katelicydyny, jak i lipokaliny związanej z żelatynazą neutrofili lipokaliny była znacząco zmniejszona w SCN w porównaniu ze zdrowymi osobami z grupy kontrolnej. WNIOSKI: Profilaktyka czynnikiem wzrostu lub antybiotykami jest przydatna do zmniejsza ryzyko infekcji bakteryjnych w SCN i CN. Dorośli prawdopodobnie rzadziej niż dzieci w rodzinnych przypadkach SCN i CN z tą samą mutacją Ela2. z tą samą mutacją Ela2. --- Dwie formy dziedzicznego niedoboru liczby neutrofili to cykliczna hematopoeza i ciężka wrodzona neutropenia. W cyklicznej hematopoezie liczba neutrofili oscyluje naprzeciwko monocytów w cyklu 3-tygodniowym. Ciężka wrodzona neutropenia składa się z neutropenii statycznej i predyspozycji do mielodysplazji i ostrej białaczki szpikowej. białaczki szpikowej. Wszystkie przypadki cyklicznej neutropenii i większość przypadków ciężkiej wrodzonej neutropenii wrodzonej neutropenii wynikają z heterozygotycznych mutacji linii zarodkowej w genie kodującym elastazę neutrofilową, ela2. Ostatnie prace rozszerzają listę genów neutropenii o geny WASp, Gfi-1, adaptynę i tafazynę. Badania pacjentów z mozaiką sugerują, że mutacje ela2 działają w sposób autonomiczny dla komórek. Hipotetyczny obwód obwód sprzężenia zwrotnego potencjalnie łączy te geny. Genetyczna analiza sygnalizacji w organizmach modelowych wraz z eksperymentalną hematologią implikują C/EPBepsilon, RUNX1/AML1, członkowie rodziny Notch, LEF1 i Cdc42 jako dodatkowe węzły tego szlaku. węzły w tym szlaku. Autorzy proponują, że elastaza neutrofilowa działa jako inhibitor mielopoezy, potwierdzając hipotezę chalone zaproponowaną wiele lat temu. lat temu. --- Ciężka wrodzona neutropenia (SCN) jest wrodzonym zaburzeniem granulopoezy. Mutacje genu ELA2 kodującego elastazę neutrofilową (NE) są odpowiedzialne za większość przypadków SCN i cyklicznej neutropenii (CN). większość przypadków SCN i cyklicznej neutropenii (CN), pokrewnego, ale łagodniejszego zaburzenia granulopoezy. granulopoezy. Jednak mechanizmy, za pomocą których te mutacje zakłócają granulopoezę granulopoezę są niejasne. Stawiamy hipotezę, że mutacje ELA2 powodują produkcję nieprawidłowo sfałdowanego białka NE, aktywację odpowiedzi na niesfałdowane białko (UPR) i ostatecznie apoptozę prekursorów granulocytów. Ekspresja zmutowanego NE, ale nie NE typu dzikiego, silnie indukowała ekspresję BiP/GRP78 mRNA i XBP1 mRNA splicing, 2 klasyczne markery UPR. Wielkość aktywacji UPR przez specyficzną mutację ELA2 korelowała z powiązanym z nią fenotypem klinicznym. Zgodnie z modelem UPR, ekspresja zmutowanego NE w pierwotnych ludzkich prekursorach granulocytów prekursorach granulocytarnych zwiększała ekspresję CHOP (DDITS) i indukowała apoptozę w sposób niezależny od proteaz. Co najbardziej uderzające, aktywacja UPR i i zmniejszona ekspresja białka NE zostały wykryte w pierwotnych prekursorach granulocytarnych od pacjentów z SCN. Łącznie dane te stanowią silne wsparcie dla modelu UPR patogenezy choroby SCN i umieszczają SCN na rosnącej liście ludzkich chorób chorób powodowanych przez nieprawidłowo sfałdowane białka. --- Ciężkie zaburzenia neutropenii charakteryzują się skrajnie niskim poziomem neutrofili we krwi obwodowej, blokiem dojrzewania komórek progenitorowych szpiku kostnego oraz nawracającymi ciężkimi infekcjami bakteryjnymi i grzybiczymi. Ostatnie doniesienia wskazują, że że ciężka neutropenia jest konsekwencją upośledzonego przeżycia i nieprawidłowego progresji cyklu komórkowego mieloidalnych komórek progenitorowych zarówno w cyklicznej, jak i ciężkiej wrodzonej neutropenii. wrodzonej neutropenii. Mutacje w genie elastazy neutrofilowej zostały zidentyfikowano u wszystkich pacjentów z cykliczną neutropenią i u większości pacjentów z ciężką wrodzoną neutropenią. ciężką wrodzoną neutropenią. Postawiliśmy hipotezę, że ekspresja zmutowanego białka białka elastazy neutrofilowej powoduje rozregulowanie aktywności wewnątrzkomórkowej i przedwczesną śmierć komórek progenitorowych związanych z mieloidami w tych zaburzeń, co skutkuje brakiem neutrofili we krwi obwodowej. Potencjalne molekularne mechanizmy neutropenii, w której pośredniczy zmutowane białko. --- Mutacje genu elastazy neutrofilowej (ELANE) są odpowiedzialne za większość przypadków ciężkiej wrodzonej neutropenii (CN) i cyklicznej neutropenii (CyN). przypadków ciężkiej wrodzonej neutropenii (CN) i cyklicznej neutropenii (CyN). My przebadaliśmy pacjentów z CN (n = 395) lub CyN (n = 92) pod kątem mutacji ELANE i zbadaliśmy wpływ mutacji na ekspresję mRNA, ekspresję białka i aktywność ELANE. aktywność. Znaleźliśmy 116 różnych mutacji u 162 (41%) pacjentów z CN i 26 u 51 (55%) pacjentów z CyN. (55%) pacjentów z CyN, z których 69 było nowych. Mutacje związane z CyN były łagodniejsze niż mutacje związane z CN, ale nasilenie mutacji w dużej mierze pokrywało się. mutacji w dużej mierze pokrywały się. Częstość nabytych mutacji CSF3R, złośliwej transformacji i potrzeby przeszczepienia hematopoetycznych komórek macierzystych hematopoetycznych komórek macierzystych była znacząco wyższa u pacjentów z CN z mutacją ELANE niż u pacjentów u pacjentów bez mutacji ELANE. Aktywność elastazy komórkowej była zmniejszona w neutrofili od pacjentów z CN/CyN, niezależnie od statusu mutacji. W CN, aktywność enzymatyczna była znacząco niższa u pacjentów z mutacjami ELANE w porównaniu z tymi z dzikim typem ELANE. Pomimo różnic w spektrum mutacji mutacji w CN lub CyN, typ lub lokalizacja mutacji tylko częściowo determinują fenotyp kliniczny. tylko częściowo determinują fenotyp kliniczny. Specyficzne mutacje ELANE mają ograniczoną wartość predykcyjną dla leukemogenezy; ryzyko wystąpienia białaczki było skorelowane z a nie z występowaniem mutacji ELANE. --- CEL PRZEGLĄDU: Ciężka wrodzona neutropenia jest dobrze znaną chorobą schorzeniem hematologicznym od ponad 50 lat. Przez ten długi okres czasu genetyczne i związane z nimi następstwa choroby, a także opracowano skuteczne strategie leczenia. oraz opracowano skuteczne strategie leczenia. W ciągu ostatnich 2 lat W ciągu ostatnich 2 lat nowe badania znacznie wzbogaciły nasze zrozumienie molekularnych podstaw choroby. molekularnych podstaw choroby, których szczegóły przedstawiono w niniejszym przeglądzie. OSTATNIE ODKRYCIA: Ostatnie badania wyjaśniły rolę odpowiedzi niesfałdowanego białka w mediowaniu patogennych skutków mutacji ELA2, najczęstszej mutacji w ciężkiej wrodzonej neutropenii. mutacji w ciężkiej wrodzonej neutropenii (SCN), a także neutropenii cyklicznej. Zmiany genetyczne w HAX1 zostały również zidentyfikowane w oryginalnym rodowodzie Kostmann Kostmanna reprezentującym autosomalną recesywną postać SCN. Pojawiającym się tematem jest zbieżność tych i innych zmian genetycznych leżących u podstaw SCN w zwiększaniu apoptozy neutrofili. apoptozę neutrofili. Inne badania ujawniły znaczenie wielu niezależnych mutacji w tych i innych genach w SCN. Wreszcie, kluczową rolę dla transduktora sygnału i aktywatora transkrypcji 5 w pośredniczeniu w działaniu mutacji skrócenia receptora czynnika stymulującego tworzenie kolonii granulocytów w rozwoju zespołu mielodysplastycznego/ostrej białaczki szpikowej po SCN. zostało wyjaśnione. STRESZCZENIE: Wraz z pojawieniem się pełnego spektrum mutacji molekularnych powodujących neutropenię neutropenii, możliwe staje się różnicowanie pacjentów na podtypy o o różnych rokowaniach, dla których wskazane są dostosowane terapie. --- Heterozygotyczne mutacje genu kodującego elastazę neutrofilową (ELA2) są związane z cykliczną neutropenią (CN) i ciężką wrodzoną neutropenią (SCN). związane z cykliczną neutropenią (CN) i ciężką wrodzoną neutropenią (SCN). Do tej pory zgłoszono 30 różnych mutacji, ale nie stwierdzono korelacji ze stopniem neutropenii. korelacji ze stopniem neutropenii. Aby rozwiązać ten problem, przeanalizowaliśmy kliniczne, hematologiczne i molekularne 81 niespokrewnionych pacjentów z SCN (n = 54) lub CN (n = 27). Zidentyfikowaliśmy mutacje u 31 pacjentów trzecich z nich miało sporadyczne formy. Przypadki rodzinne były zgodne z dominującym dziedziczeniem dominującym. Zidentyfikowano siedemnaście nowych mutacji, pokazując, że spektrum mutacji obejmuje obejmuje nie tylko region kodujący dojrzały enzym, ale także prodomeny i promotor. ale także prodomeny i region promotora. Analiza genotyp-fenotyp silnie sugerowała, że mutacje ELA2 korelują z cięższą ekspresją neutropenią, szczególnie u pacjentów, u których zdiagnozowano SCN. Badanie to podkreśla znaczenie molekularnych badań przesiewowych ELA2 w celu identyfikacji pacjentów, którzy mogą być narażeni na szczególne ryzyko ciężkich zakażeń bakteryjnych i/lub ostrej białaczki szpikowej ostrej białaczki szpikowej/mieloplazji. Poprzez analizę fenotypową dotkniętych krewnych i nosicieli nosicieli tych samych mutacji ELA2, wykazaliśmy, że ekspresja neutropenii w CN i SCN może być jednorodna lub zmienna w zależności od typu mutacji. mutacji, co sugeruje różne mechanizmy patogenetyczne. --- Proteazy i ich inhibitory serpinowe są obficie wyrażane w komórkach hemopoetycznych i krwi obwodowej. i komórkach krwi obwodowej. Istnieje jednak stosunkowo niewiele informacji o roli odgrywanej przez serpiny w kontroli aktywności proteaz w tych komórkach i w regionie okołokomórkowym. tych komórek i w regionie okołokomórkowym. Obserwacja, że mutacje w genie mutacje w genie elastazy neutrofilowej, które powodują cykliczną i ciężką wrodzoną neutropenię neutropenię, są związane z nieprawidłową dystrybucją proteazy, daje pewną wskazówkę co do potencjalne znaczenie białek inhibitorowych. Aby zacząć zajmować się rolą proteazy/inhibitora w komórkach krwi wykorzystaliśmy odwrotną transkrypcję polimerazy do zbadania ekspresji genów proteaz i serpin w dojrzałych komórkach krwi obwodowej. dojrzałych komórkach krwi obwodowej, różnicujących się progenitorach hemopoetycznych, białaczkowych blastach i hemopoetycznych liniach komórkowych. Wyniki pokazują specyficzną dla danego etapu ekspresję proteaz wraz z powszechną ekspresją wewnątrz- i zewnątrzkomórkowych serpin. Inhibitory elastazy neutrofili monocytów (MNEI) i antytrypsyna (AT) wykazywały nakładającą się ekspresję. MNEI ulega ekspresji głównie we wczesnych progenitorach hemopoetycznych, podczas gdy antytrypsyna ulega ekspresji głównie w bardziej dojrzałych prekursorach szpikowych, granulocytach krwi obwodowej i mononukleotydach. granulocytach krwi obwodowej i komórkach jednojądrzastych. Nasze wyniki dają ogólny obraz ekspresji genów serpin i proteaz oraz zwracają uwagę na potencjalne znaczenie regulatorów elastazy na wszystkich etapach mielopoezy. --- Wstęp: Cykliczna neutropenia (CN) i ciężka wrodzona neutropenia (SCN) to zaburzenia produkcji neutrofili, które różnią się znacznie ciężkością choroby. zaburzenia produkcji neutrofili, które różnią się znacznie pod względem nasilenia choroby. Mutacje genu ELANE (symbol ostatnio zastępujący ELA2) są uważane za w dużej mierze odpowiedzialne za większość przypadków CN i SCN, ale konkretne mutacje są zwykle związane z jednym lub drugim. PROCEDURA: Przeprowadziliśmy genotypowanie ELANE na wszystkich osobnikach i nasieniu ojca w pokrewieństwie SCN z ośmioma potomkami SCN od dawcy nasienia i sześciu różnych matek. matek. WYNIKI: Jeden pacjent z CN miał tę samą mutację S97L ELANE, co siedmiu pacjentów z fenotypem SCN. z fenotypem SCN. Zmutowany allel został wykryty w plemnikach dawcy plemników dawcy, stanowiących 18% puli genów ELANE, ale nie w DNA z jego limfocytów, neutrofili limfocytów, neutrofili lub błony śluzowej policzka, co wskazuje na mozaicyzm gonadalny. WNIOSKI: Współistnienie fenotypów CN i SCN w tym pokrewieństwie z wspólnym haplotypem ojcowskim silnie sugeruje zarówno rolę genów modyfikujących w określaniu fenotypów wrodzonej neutropenii, jak i na CN i SCN w spektrum fenotypów wyrażających różne stopnie tego samego procesu chorobowego. wyrażających różne stopnie tego samego procesu chorobowego. --- Mutacje w ELA2 kodującej proteazę ziarnistości neutrofilów, elastazę neutrofilową (NE), są główną przyczyną 2 głównych form dziedzicznej neutropenii, cyklicznej neutropenii i ciężkiej wrodzonej neutropenii (SCN). cyklicznej neutropenii i ciężkiej wrodzonej neutropenii (SCN). Ocena genetyczna innych innych form neutropenii u ludzi i organizmów modelowych pomogła wyjaśnić rolę NE. rolę NE. Psia forma cyklicznej neutropenii odpowiada ludzkiemu zespołowi Zespół Hermansky'ego-Pudlaka typu 2 (HPS2) i wynika z mutacji w AP3B1 kodującej podjednostkę kompleksu zaangażowanego w subkomórkowy transport białek białek ładunku pęcherzykowego (wśród których NE wydaje się być jednym). Rzadkie przypadki SCN można przypisać mutacjom w represorze transkrypcji Gfi1 (wśród którego cele regulacyjne obejmują również ELA2). Ostateczne biochemiczne konsekwencje mutacji nie są jeszcze znane. Ukierunkowanie genów na ELA2 do tej pory nie udało się odtworzyć neutropenii u myszy. Zjawisko cykliczności i pochodzenie transformacji białaczkowej w SCN pozostają zagadkowe. Niemniej jednak mutacje we wszystkich 3 genach są zdolne do powodowania błędnej lokalizacji NE i mogą również indukować odpowiedź niesfałdowanego białka, co sugeruje, że może istnieć zbieżny mechanizm patogenny skupiający się na NE.
Który gen jest najczęściej związany z ciężką wrodzoną i cykliczną neutropenią?
Mutacje genu elastazy neutrofilowej (ELANE) są odpowiedzialne za większość przypadków ciężkiej wrodzonej neutropenii (SCN) i neutropenii cyklicznej (CN).