Skip to main content
Erschienen in: Acta Neuropathologica 3/2020

01.03.2020 | Original Paper

POGLUT1 biallelic mutations cause myopathy with reduced satellite cells, α-dystroglycan hypoglycosylation and a distinctive radiological pattern

verfasst von: E. Servián-Morilla, M. Cabrera-Serrano, K. Johnson, A. Pandey, A. Ito, E. Rivas, T. Chamova, N. Muelas, T. Mongini, S. Nafissi, K. G. Claeys, R. P. Grewal, M. Takeuchi, H. Hao, C. Bönnemann, O. Lopes Abath Neto, L. Medne, J. Brandsema, A. Töpf, A. Taneva, J. J. Vilchez, I. Tournev, R. S. Haltiwanger, H. Takeuchi, H. Jafar-Nejad, V. Straub, Carmen Paradas

Erschienen in: Acta Neuropathologica | Ausgabe 3/2020

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Protein O-glucosyltransferase 1 (POGLUT1) activity is critical for the Notch signaling pathway, being one of the main enzymes responsible for the glycosylation of the extracellular domain of Notch receptors. A biallelic mutation in the POGLUT1 gene has been reported in one family as the cause of an adult-onset limb-girdle muscular dystrophy (LGMD R21; OMIM# 617232). As the result of a collaborative international effort, we have identified the first cohort of 15 patients with LGMD R21, from nine unrelated families coming from different countries, providing a reliable phenotype–genotype and mechanistic insight. Patients carrying novel mutations in POGLUT1 all displayed a clinical picture of limb-girdle muscle weakness. However, the age at onset was broadened from adult to congenital and infantile onset. Moreover, we now report that the unique muscle imaging pattern of “inside-to-outside” fatty degeneration observed in the original cases is indeed a defining feature of POGLUT1 muscular dystrophy. Experiments on muscle biopsies from patients revealed a remarkable and consistent decrease in the level of the NOTCH1 intracellular domain, reduction of the pool of satellite cells (SC), and evidence of α-dystroglycan hypoglycosylation. In vitro biochemical and cell-based assays suggested a pathogenic role of the novel POGLUT1 mutations, leading to reduced enzymatic activity and/or protein stability. The association between the POGLUT1 variants and the muscular phenotype was established by in vivo experiments analyzing the indirect flight muscle development in transgenic Drosophila, showing that the human POGLUT1 mutations reduced its myogenic activity. In line with the well-known role of the Notch pathway in the homeostasis of SC and muscle regeneration, SC-derived myoblasts from patients’ muscle samples showed decreased proliferation and facilitated differentiation. Together, these observations suggest that alterations in SC biology caused by reduced Notch1 signaling result in muscular dystrophy in LGMD R21 patients, likely with additional contribution from α-dystroglycan hypoglycosylation. This study settles the muscular clinical phenotype linked to POGLUT1 mutations and establishes the pathogenic mechanism underlying this muscle disorder. The description of a specific imaging pattern of fatty degeneration and muscle pathology with a decrease of α-dystroglycan glycosylation provides excellent tools which will help diagnose and follow up LGMD R21 patients.
Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
5.
Zurück zum Zitat Bischof J, Maeda RK, Hediger M, Karch F, Basler K (2007) An optimized transgenesis system for Drosophila using germ-line-specific phiC31 integrases. Proc Natl Acad Sci USA 104:3312–3317CrossRef Bischof J, Maeda RK, Hediger M, Karch F, Basler K (2007) An optimized transgenesis system for Drosophila using germ-line-specific phiC31 integrases. Proc Natl Acad Sci USA 104:3312–3317CrossRef
36.
Zurück zum Zitat Sewry CA, Taylor J, Anderson LV, Ozawa E, Pogue R, Piccolo F et al (1996) Abnormalities in alpha-, beta- and gamma-sarcoglycan in patients with limb-girdle muscular dystrophy. NMD 6:467–474PubMed Sewry CA, Taylor J, Anderson LV, Ozawa E, Pogue R, Piccolo F et al (1996) Abnormalities in alpha-, beta- and gamma-sarcoglycan in patients with limb-girdle muscular dystrophy. NMD 6:467–474PubMed
41.
Zurück zum Zitat Venken KJ, He Y, Hoskins RA, Bellen HJ (2006) P[acman]: a BAC transgenic platform for targeted insertion of large DNA fragments in D. melanogaster. Science 314:1747–1751CrossRef Venken KJ, He Y, Hoskins RA, Bellen HJ (2006) P[acman]: a BAC transgenic platform for targeted insertion of large DNA fragments in D. melanogaster. Science 314:1747–1751CrossRef
Metadaten
Titel
POGLUT1 biallelic mutations cause myopathy with reduced satellite cells, α-dystroglycan hypoglycosylation and a distinctive radiological pattern
verfasst von
E. Servián-Morilla
M. Cabrera-Serrano
K. Johnson
A. Pandey
A. Ito
E. Rivas
T. Chamova
N. Muelas
T. Mongini
S. Nafissi
K. G. Claeys
R. P. Grewal
M. Takeuchi
H. Hao
C. Bönnemann
O. Lopes Abath Neto
L. Medne
J. Brandsema
A. Töpf
A. Taneva
J. J. Vilchez
I. Tournev
R. S. Haltiwanger
H. Takeuchi
H. Jafar-Nejad
V. Straub
Carmen Paradas
Publikationsdatum
01.03.2020
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Acta Neuropathologica / Ausgabe 3/2020
Print ISSN: 0001-6322
Elektronische ISSN: 1432-0533
DOI
https://doi.org/10.1007/s00401-019-02117-6

Weitere Artikel der Ausgabe 3/2020

Acta Neuropathologica 3/2020 Zur Ausgabe

Leitlinien kompakt für die Neurologie

Mit medbee Pocketcards sicher entscheiden.

Seit 2022 gehört die medbee GmbH zum Springer Medizin Verlag

Sozialer Aufstieg verringert Demenzgefahr

24.05.2024 Demenz Nachrichten

Ein hohes soziales Niveau ist mit die beste Versicherung gegen eine Demenz. Noch geringer ist das Demenzrisiko für Menschen, die sozial aufsteigen: Sie gewinnen fast zwei demenzfreie Lebensjahre. Umgekehrt steigt die Demenzgefahr beim sozialen Abstieg.

Hirnblutung unter DOAK und VKA ähnlich bedrohlich

17.05.2024 Direkte orale Antikoagulanzien Nachrichten

Kommt es zu einer nichttraumatischen Hirnblutung, spielt es keine große Rolle, ob die Betroffenen zuvor direkt wirksame orale Antikoagulanzien oder Marcumar bekommen haben: Die Prognose ist ähnlich schlecht.

Was nützt die Kraniektomie bei schwerer tiefer Hirnblutung?

17.05.2024 Hirnblutung Nachrichten

Eine Studie zum Nutzen der druckentlastenden Kraniektomie nach schwerer tiefer supratentorieller Hirnblutung deutet einen Nutzen der Operation an. Für überlebende Patienten ist das dennoch nur eine bedingt gute Nachricht.

Thrombektomie auch bei großen Infarkten von Vorteil

16.05.2024 Ischämischer Schlaganfall Nachrichten

Auch ein sehr ausgedehnter ischämischer Schlaganfall scheint an sich kein Grund zu sein, von einer mechanischen Thrombektomie abzusehen. Dafür spricht die LASTE-Studie, an der Patienten und Patientinnen mit einem ASPECTS von maximal 5 beteiligt waren.

Update Neurologie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.